11.14
Der Zwischenwertsatz ist ein grundlegendes Prinzip in der Infinitesimalrechnung, das für stetige Funktionen gilt.
Der Satz besagt, dass, wenn eine Funktion f auf dem geschlossenen Intervall [a, b] stetig ist und N ein beliebiger Wert ist, der zwischen f(a) und f(b) liegt, dann gibt es innerhalb des offenen Intervalls (a, b) einen Punkt c, so dass f(c) = N ist.
Grafisch impliziert der Satz, dass eine kontinuierliche Kurve, die zwei Punkte, A und B, verbindet, jede horizontale Linie zwischen den Funktionswerten an diesen Punkten schneidet.
Eine praktische Anwendung des Zwischenwertsatzes besteht darin, herauszufinden, wo eine Funktion über ein Intervall gleich Null ist. Wenn die Werte der Funktion an den Endpunkten entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen, muss sie Null überschreiten. Dies hilft bei der Annäherung an eine Lösung, indem das Intervall verkleinert wird.
Betrachten Sie z. B. den Pfad einer Achterbahn, der durch ein kubisches Polynom über ein Intervall relativ zu einem Referenzpegel modelliert wird.
Wenn der Wert der Funktion an einem Punkt negativ und an einem anderen positiv ist und die Funktion stetig ist, garantiert der Satz, dass sie an einem bestimmten Punkt gleich Null ist.
Das bedeutet, dass die Achterbahn das Referenzniveau mindestens einmal innerhalb des Intervalls überschreitet.
Der Zwischenwertsatz ist ein grundlegendes Ergebnis der Analysis, das die Existenz von Lösungen innerhalb bestimmter Intervalle für stetige Funktionen…
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