Να το γράψω για τα χρόνια πολλά μου
Δ1.
α) Έστω
![g(x)=f(x)-x,x\in[0,1] g(x)=f(x)-x,x\in[0,1]](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/8982d844bb9207af07fe4a58171670c8.png)
ικανοποιεί τις υποθέσεις του θεωρήματος Bolzano,
άρα υπάρχει τουλάχιστον ένα

με

.
Αν δεν ήταν μοναδικό, τότε υπάρχει ένα ακόμα

με την ίδια ιδιότητα.
Στο διάστημα που ορίζουν τα

η

ικανοποιεί τις υποθέσεις του θεωρήματος Μέσης τιμής, άρα υπάρχει

.
Το τελευταίο όμως είναι άτοπο, καθώς εύκολα αποδεικνύεται ότι
![\displaystyle{f'\left( x \right) \le 0,x \in \left[ {0,1} \right]} \displaystyle{f'\left( x \right) \le 0,x \in \left[ {0,1} \right]}](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/63f4e47cfcd4df3db9e5ad53a625447b.png)
(θα το δείξω με Λήμμα)
β)Στα διαστήματα
![[0,x_0] [0,x_0]](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/c5396d9c56162d1529d2c03f83f5abf5.png)
,
![[x_0,1] [x_0,1]](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/5aa4a519bb7b340c2ab716e6c220fd59.png)
για την

ιχύουν οι υποθέσεις του θεωρήματος μέσης τιμής, έχουμε αντίστοιχα:
γ)Από το προηγούμενο ερώτημα έχουμε:
γιατί,
(Έγινε διόρθωση, παρακάτω σε παράθεση βρίσκεται η εσφαλμένη αρχική τοποθέτηση)
Προσθέτω το
Λήμμα
Αν μια συνάρτηση είναι γνησίως φθίνουσα και παραγωγίσιμη σε ένα διάστημα

τότε η παράγωγος της είναι μη θετική, δηλαδή

.
Απόδειξη:
Έστω

, ορίζεται η πρώτη παράγωγος σε αυτό

, θα δείξουμε ότι

.
τότε χρησιμοποιώντας την μονοτονία της συνάρτησης :
Να προσθέσω όμως και ένα δεύτερο
Λήμμα που είναι πιο κοντά στα δεδομένα της άσκησης.
Απόδειξη:
Αν μια συνάρτηση είναι γνησίως φθίνουσα και δύο φορές παραγωγίσιμη σε ένα διάστημα

τότε η παράγωγος της είναι μη θετική, δηλαδή

.
Αφού η συνάρτηση είναι δύο φορές παραγωγίσιμη τότε η πρώτη παράγωγος θα είναι συνεχής συνάρτηση.
Έστω

με

,τότε αφού η

είναι συνεχής θα υπάρχει περιοχή (διάστημα) του

όπου

σε αυτή, συνεπώς η συνάρτηση θα είναι γνησίως αύξουσα στο διάστημα αυτό, καταλήξαμε σε άτοπο όμως καθώς η συνάρτηση είναι γνησίως φθίνουσα σε όλο το

.