Théorème 4Dérivabilité
Égalité des accroissements finis
Soit et continue sur et dérivable sur . Il existe tel que
Démonstration
La fonction est continue sur et dérivable sur , de dérivée par les opérations sur les fonctions dérivables (Opérations). On a . Le théorème de Rolle (Rolle) fournit tel que , ce qui est l'égalité annoncée.
□Géométriquement, il existe un point où la tangente est parallèle à la corde qui joint à ; cinématiquement, un mobile dont la vitesse moyenne vaut sur une durée passe au moins une fois par la vitesse instantanée . La fonction de la démonstration est l'écart vertical entre le graphe et la corde.
Le point n'est pas unique, et l'on ne sait en général rien de plus sur lui que . L'erreur la plus répandue est de lui attribuer une valeur particulière, par exemple le milieu de : sur l'exemple ci-dessus, le milieu donne , qui n'a rien à voir avec la pente de la corde. Le théorème n'est utile que par les encadrements de qu'il permet, ce que fait le nœud suivant.
L'égalité est propre aux fonctions à valeurs réelles. Pour une fonction à valeurs dans , chaque coordonnée a son propre point , et seule l'inégalité subsiste : c'est le point (ii) du nœud Accroissements finis du calcul différentiel.