<?xml version="1.0"?>
<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="http://www1.chapman.edu/~jipsen/mathml/pmathml.xsl"?>
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN"
"http://www1.chapman.edu/~jipsen/mathml/xhtml1-transitional.dtd" [
<!--DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN"
"http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd" [-->
  <!ENTITY Ropf             "&#x0211D;" >
  <!ENTITY Element          "&#x02208;" >
  <!ENTITY InvisibleComma   "&#x0200B;" >
  <!ENTITY vellip           "&#x022EE;" >
  <!ENTITY InvisibleTimes   "&#x02062;" >
  <!ENTITY ThickSpace       "&#x02009;&#x0200A;&#x0200A;" >
  <!ENTITY ctdot            "&#x022EF;" >
  <!ENTITY ApplyFunction    "&#x02061;" >
  <!ENTITY midast           "&#x0002A;" >
  <!ENTITY ThinSpace        "&#x02009;" >
  <!ENTITY Zopf             "&#x02124;" >
  <!ENTITY Nopf             "&#x02115;" >
  <!ENTITY Exists           "&#x02203;" >
  <!ENTITY ForAll           "&#x02200;" >
  <!ENTITY Implies          "&#x021D2;" >
  <!ENTITY Vee              "&#x022C1;" >
  <!ENTITY xvee             "&#x022C1;" >
  <!ENTITY varnothing       "&#x02205;" >
  <!ENTITY emptyv           "&#x02205;" >
  <!ENTITY VerticalBar      "&#x02223;" >
  <!ENTITY mid              "&#x02223;" >
  <!ENTITY bigcup           "&#x022C3;" >
  <!ENTITY xcup             "&#x022C3;" >
  <!ENTITY nleq             "&#x02270;&#x020E5;" >
  <!ENTITY nle              "&#x02270;" >
  <!ENTITY bigwedge         "&#x022C0;" >
  <!ENTITY xwedge           "&#x022C0;" >
  <!ENTITY ZeroWidthSpace   "&#x0200B;" >
  <!ENTITY LeftAngleBracket "&#x02329;" >
  <!ENTITY RightAngleBracket "&#x0232A;" >
  <!ENTITY check            "&#x02713;" >
  <!ENTITY dd               "&#x02146;" >
  
]>
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"
  xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<head>
<script type="text/javascript" src="../TP/TextPuzzles2.js"/>
<style type="text/css">
math {color: red}
a {cursor: pointer; cursor: hand;}
span.it {font-style: italic; font-weight: 700; color: rgb(255,0,255);}
</style>
</head>
<body onload="initPuzzlePieces()">
<h3 class="subsubsection">The Mean Value Theorem and some of its
consequences.<span class="vspace" style="height:1pt"></span></h3>
<p>
   The mean value theorem is used to justify several basic results in Calculus,
   and it also plays a critical role in the Fundamental Theorem of Calculus that
   connects differentiation and integration.
   <span class="vspace" style="height:1pt"></span>We begin with a simplified
   version of the mean value theorem.
</p>
<p>
   <span class="vspace" style="height:1pt"></span><strong>Rolle's
   Theorem</strong>: Let
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>f</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   be a function that is continuous on a <span class="TP">closed interval
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math></span>
   , <span class="TP">differentiable on
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math></span>
   , and satisfies <span class="TP">
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>f</mml:mi>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:mi>a</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="infix" lspace="0.277778em" rspace="0.277778em">=</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>f</mml:mi>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:mi>b</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math></span>
   . Then there is a number
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>c</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   in
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   such that <span class="TP">
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mrow>
        <mml:msup>
          <mml:mi>f</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix">&prime;</mml:mo>
        </mml:msup>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:mi>c</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="infix" lspace="0.277778em" rspace="0.277778em">=</mml:mo>
      <mml:mn>0</mml:mn>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math></span>
   .
</p>
<p>
   The proof of this theorem makes use of the Extreme Value Theorem (which states
   that a continuous function defined on a closed interval has both a maximum and
   a minimum value). The proof of the Extreme Value Theorem makes use of
   properties of the real numbers (the completeness of
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>&Ropf;</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>)
   that are outside the scope of a basic calculus course.
</p>
<p>
   <strong>The Mean Value Theorem</strong>: Let
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>f</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   be a function that is continuous on a <span class="TP">closed interval
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math></span>
   and <span class="TP">differentiable on
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math></span>
   . Then there is a number
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>c</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   in
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   such that <span class="TP">
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mrow>
        <mml:msup>
          <mml:mi>f</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix">&prime;</mml:mo>
        </mml:msup>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:mi>c</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="infix" lspace="0.277778em" rspace="0.277778em">=</mml:mo>
      <mml:mfrac>
        <mml:mrow>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mo rspace="0.000000em">&ApplyFunction;</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
          <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">&minus;</mml:mo>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mo rspace="0.000000em">&ApplyFunction;</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:mrow>
        <mml:mrow>
          <mml:mi>b</mml:mi>
          <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">&minus;</mml:mo>
          <mml:mi>a</mml:mi>
        </mml:mrow>
      </mml:mfrac>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math></span>
   .
</p>
<p>
   This theorem can be thought of as Rolle's Theorem "on a slope". It is proved
   by defining a function
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>h</mml:mi>
      <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
        <mml:mi>x</mml:mi>
        <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
      </mml:mrow>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   that is the difference between
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>f</mml:mi>
      <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
        <mml:mi>x</mml:mi>
        <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
      </mml:mrow>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   and the secant line connecting
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mi>f</mml:mi>
          <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
          <mml:mrow>
            <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   with
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>b</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mi>f</mml:mi>
          <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
          <mml:mrow>
            <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>.
   This function
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>h</mml:mi>
      <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
        <mml:mi>x</mml:mi>
        <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
      </mml:mrow>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   then satisfies the conditions of Rolle's Theorem, and conclusion that
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mrow>
        <mml:msup>
          <mml:mi>h</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix">&prime;</mml:mo>
        </mml:msup>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:mi>c</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="infix" lspace="0.277778em" rspace="0.277778em">=</mml:mo>
      <mml:mn>0</mml:mn>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   for some
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>c</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   in
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   leads to the desired conclusion about
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>f</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>.
</p>
<p>
   Here are some basic consequences of the Mean Value Theorem.
</p>
<p>
   <strong>Corollary</strong>: If
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mrow>
        <mml:msup>
          <mml:mi>f</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix">&prime;</mml:mo>
        </mml:msup>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:mi>x</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="infix" lspace="0.277778em" rspace="0.277778em">=</mml:mo>
      <mml:mn>0</mml:mn>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   for all
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>x</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   in an interval
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>,
   then
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>f</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   is <span class="TP">constant on
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math></span>
   .
</p>
<p>
   <strong>Corollary</strong>: If
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mrow>
        <mml:msup>
          <mml:mi>f</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix">&prime;</mml:mo>
        </mml:msup>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:mi>x</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="infix" lspace="0.277778em" rspace="0.277778em">=</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:msup>
          <mml:mi>g</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix">&prime;</mml:mo>
        </mml:msup>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:mi>x</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   for all
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>x</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   in an interval
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>,
   then there exists a constant
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>C</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   such that <span class="TP">
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>f</mml:mi>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:mi>x</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="infix" lspace="0.277778em" rspace="0.277778em">=</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mrow>
          <mml:mi>g</mml:mi>
          <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
          <mml:mrow>
            <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:mrow>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.222222em" rspace="0.222222em">+</mml:mo>
        <mml:mi>C</mml:mi>
      </mml:mrow>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math></span>
   for all
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>x</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   in
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>.
</p>
<p>
   Recall that a function
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>f</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   is increasing on an interval if for all
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:msub>
        <mml:mi>x</mml:mi>
        <mml:mn>1</mml:mn>
      </mml:msub>
      <mml:mo form="infix" lspace="0.277778em" rspace="0.277778em">&lt;</mml:mo>
      <mml:msub>
        <mml:mi>x</mml:mi>
        <mml:mn>2</mml:mn>
      </mml:msub>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   in the interval, it follows that <span class="TP">
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>f</mml:mi>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:msub>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mn>1</mml:mn>
          </mml:msub>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="infix" lspace="0.277778em" rspace="0.277778em">&lt;</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>f</mml:mi>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:msub>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mn>2</mml:mn>
          </mml:msub>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math></span>
   .
</p>
<p>
   Likewise
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>f</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   is decreasing on an interval if for all
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:msub>
        <mml:mi>x</mml:mi>
        <mml:mn>1</mml:mn>
      </mml:msub>
      <mml:mo form="infix" lspace="0.277778em" rspace="0.277778em">&lt;</mml:mo>
      <mml:msub>
        <mml:mi>x</mml:mi>
        <mml:mn>2</mml:mn>
      </mml:msub>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   in the interval, it follows that <span class="TP">
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>f</mml:mi>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:msub>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mn>1</mml:mn>
          </mml:msub>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="infix" lspace="0.277778em" rspace="0.277778em">></mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>f</mml:mi>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:msub>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mn>2</mml:mn>
          </mml:msub>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math></span>
   .
</p>
<p>
   <strong>Corollary (Increasing/Decreasing Test)</strong>: If
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mrow>
        <mml:msup>
          <mml:mi>f</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix">&prime;</mml:mo>
        </mml:msup>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:mi>x</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="infix" lspace="0.277778em" rspace="0.277778em">></mml:mo>
      <mml:mn>0</mml:mn>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   on an interval
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   then
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>f</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   is <span class="TP">increasing on
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math></span>
   .
</p>
<p>
   If
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mrow>
        <mml:msup>
          <mml:mi>f</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix">&prime;</mml:mo>
        </mml:msup>
        <mml:mo rspace="0.166667em">&ApplyFunction;</mml:mo>
        <mml:mrow>
          <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
          <mml:mi>x</mml:mi>
          <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
        </mml:mrow>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="infix" lspace="0.277778em" rspace="0.277778em">&lt;</mml:mo>
      <mml:mn>0</mml:mn>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   on an interval
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   then
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mi>f</mml:mi>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
   is <span class="TP">decreasing on
   <mml:math><mml:mrow>
  <mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0" mathcolor="red" mathbackground="transparent">
    <mml:mrow>
      <mml:mo form="prefix" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
      <mml:mrow>
        <mml:mi>a</mml:mi>
        <mml:mo form="infix" lspace="0.000000em" rspace="0.000000em">,</mml:mo>
        <mml:mi>b</mml:mi>
      </mml:mrow>
      <mml:mo form="postfix" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
    </mml:mrow>
  </mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math></span>
   .
</p>
<!-- The next lines of text are copied from the file htmlout.cfg, and can be modified there -->
<!--small>This document created by Scientific Notebook 4.1.</small-->

</body>
</html>