在实分析中,达布定理(英語:Darboux's theorem)得名于让·加斯东·达布。达布定理说明所有的实导函数(某个实值函数的导数)都具有介值性质:实导函数对任意区间的值域仍是区间。即是说,若f为可导函数,则对任意区间I,f′(I) 仍为区间。
当函数 f 是一阶连续可导函数(C1)时,由介值定理,达布定理显然成立。当导函数 f′ 不连续时,达布定理说明 f′ 仍具有介值性质。
19世纪时,大部分数学家认为介值定理已经可以刻畫出连续函数。但在1875年,让·加斯东·达布证明这个想法是错误的,因为连续函数的导函数仍然具有介值性质,但不一定是连续函数。一个很常用的反例是函数:
当![{\displaystyle x\neq 0}](https://backend.710302.xyz/https/wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/35a455db7b2aab1b0e72ccbc7385e4424e2372e5)
当![{\displaystyle x=0}](https://backend.710302.xyz/https/wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/953917eaf52f2e1baad54c8c9e3d6f9bb3710cdc)
其导数在
处并不连续。
设
为闭区间
上的实值可导函数,那么对介于
和
之间的任意
,存在
属于
使得
。
不失一般性,我们可假设
。又设
,则
。只需找到
在
上的一个零点即可。
由于
是
上的连续函数,由極值定理,
在
上达到极大值。由于
,极大值不在
处取到。同理,由于
,极大值也不在b处取到。设
为取到极大值的点,这时,
。于是定理得证。
- 万丽 , 李少琪 , 阎庆旭,《微分达布(Darboux)定理的几种新证法及其推广》,《数学的实践与认识》2003年11期
- 潘继斌,《达布(Darboux)定理及其应用》,《湖北师范学院学报(自然科学版)》2000年01期