(Жозеф Луи Лагранж (1736-1813) французский математик)

Если функция f(x) непрерывна на отрезке [a, b] и дифференцируема на интервале (а, b), то на этом интервале найдется по крайней мере одна точка e

a < e < b, такая, что .

Это означает, что если на некотором промежутке выполняются условия теоремы, то отношение приращения функции к приращению аргумента на этом отрезке равно значению производной в некоторой промежуточной точке.

Рассмотренная выше теорема Ролля является частным случаем теоремы Лагранжа.

Отношение равно угловому коэффициенту секущей АВ.

у

В

Доказательство. Рассмотрим некоторую вспомогательную функцию

F(x) = f(x) — y_{сек АВ}

Уравнение секущей АВ можно записать в виде:

Функция F(x) удовлетворяет теореме Ролля. Действительно, она непрерывна на отрезке [a, b] и дифференцируема на интервале (а, b). По теореме Ролля существует хотя бы одна точка e, a < e < b, такая что F¢(e) = 0.

Т.к. , то , следовательно

Теорема доказана.

Определение. Выражение называется формулой Лагранжа или формулой конечных приращений.

В дальнейшем эта формула будет очень часто применяться для доказательства самых разных теорем.

Иногда формулу Лагранжа записывают в несколько другом виде:

,

где 0 < q < 1, Dx = b — a, Dy = f(b) — f(a).

Интегрирование тригонометрических функций

Рассмотрим интегралы вида . Такие интегралы могут быть сведены к интегралам от рациональных функций заменой переменной , где

Такая замена называется универсальной тригонометрическая подстановкой.

В этом случае,

Тогда

.

Пример 7. Найти

Решение:

Положим . Тогда, используя выражения через t для dx и sinx, указанные выше, получаем, что искомый интеграл равен

При вычислении интегралов вида

рассмотрим частные случаи:

n – нечётное

n, m – чётные, .

применяют формулы тригонометрии:

При вычислении интегралов вида делают замену , тогда

Если интеграл имеет вид

,

где n, m – чётные, применяют формулу: