Aceasta este o problema tipica de folosit polinomul Taylor superior si varianta pentru el a lemei lui Lagrange pentru existenta unui punct intermediar cu...
(In cartile de facultate este formula pentru rest...)
Este vorba de generalizarea pentru:
"Daca f... este "buna" pe [a,b],
atunci exista xi cu (f(b)-f(a) / (b-a) = f'(xi) ."
Daca rescriem
f(b) = f(a) + f'(xi)(b-a) sau si mai bine
f(x) = f(a) + f'(xi)(x-a) ca sa vedem pe partea dreapta un polinom in x,
atunci suntem in pozitia de a aproxima f(x) in jurul lui a cu polinomul de grad 0 f(a), iar restul este dat de derivata "imediat urmatoare" (de grad/ordin unu).
In analiza se foloseste des asa ceva
- pentru inegalitati daca cunoastem semnul derivatei "imediat urmatoare"
- pentru evaluari (aproximari) pana la un ordin de marime necesar...
A se vedea de exemplu
http://en.wikipedia.org/wiki/Taylor_series
pentru cadrul general.
In cazul de fata, putem lucra per pedes dupa cum urmeaza.
Fie functia f:IR -> IR data de
Calculam derivatele lui f una dupa alta si valoarea lor in 0. Avem
f(0)=0
f'(0)=0
f''(0)=0
f'''(0)=0
iar derivata de ordin patru este strict mai mare ca 0.
Deci semnul lui f''' este pe ( -oo, 0 ) si respectiv pe ( 0, +oo )...
Deci semnul lui f'' este pe ( -oo, 0 ) si respectiv pe ( 0, +oo )...
Deci semnul lui f' este pe ( -oo, 0 ) si respectiv pe ( 0, +oo )...
Deci semnul lui f este pe ( -oo, 0 ) si respectiv pe ( 0, +oo )...
De aici rezulta cele cerute.
(Cele de mai sus sugereaza si cum se demonstreaza inductiv ceva cu polinomul Taylor pentru f, daca stim ceva despre polinomul Taylor al lui f'.)