零点存在性定理是判断函数y=f(x)的零点是否存在的方法。其内容为:如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f(a)f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根。
下面利用闭区间套定理证明该定理:
假设函数f在闭区间[a,b]上连续,且f(a)\\times f(b)<0。对闭区间[a,b]进行一系列的二等分,得到一系列的闭区间[a_0,a_1],[a_1,a_2],\\ldots,[a_{n-1},a_n],其中a=a_0<a_1<a_2<\\ldots<a_n=b。
因为函数f在闭区间[a,b]上连续,所以f在闭区间[a_i,a_{i+1}]上也连续,其中i=0,1,2,\\ldots,n-1。
对于i=0,有f(a_0)\\times f(a_1)<0,根据连续函数的性质,在[a_0,a_1]上必然存在一点c_1,使得f(c_1)=0。
类似地,对于i=1,2,3,\\ldots,n-1,在[a_i,a_{i+1}]上分别存在一点c_2,c_3,c_4,\\ldots,c_n,使得f(c_i)=0。
因为c_1<c_2<c_3<\\ldots<c_n,且函数f在闭区间[a,b]上连续,所以必然存在一点c,