设函数 f (x )在区间(a, b) 内可导.证明导函数 f ' (x )在 (a, b) 内严格单调增加的充分必要条件是:
对 (a, b) 内任意的 x1, x2, x3,当x1 < x2 < x3 时
充分性:

如图任取
,由
,即
令
,根据极限保号性有
,
由
,即
,
令
,根据极限保号性有
,
由题设可知
,由 x1 , x3的任意性,可得f'(x)在(a,b)内严格单调递增,充分性得证.
再证必要性:
即已知f'(x)单调递增,在
上分别使用拉格朗日中值定理,知存在
,
使
又由f'(x)单调递增,且
知,
,
即