البرهنة:
لنفترض أن الدالة f(x) قابلة للاشتقاق عند x=c. هذا يعني أن هناك عددًا حقيقيًا k بحيث:
x→climx−cf(x)−f(c)=k
بما أن هذه العبارة تساوي limx→cf′(x)، فإننا نحصل على:
x→climf′(x)=k
من تعريف الاستمرارية، نعلم أن:
x→climf(x)=f(c)
إذا لم تكن الدالة f(x) مستمرة عند x=c، فهذا يعني أن هناك عددًا حقيقيًا ϵ>0 بحيث:
∣f(x)−f(c)∣>ϵ
لكل عدد حقيقي δ>0، يوجد عدد حقيقي x0>0 بحيث:
∣x−c∣<δ⇒∣f(x)−f(c)∣>ϵ
لكن هذا يتناقض مع تعريف الاشتقاق، والذي ينص على أن:
∀ϵ>0,∃δ>0:∣x−c∣<δ⇒∣f′(x)−k∣<ϵ
إذن، يجب أن تكون الدالة f(x) مستمرة عند x=c.
الخلاصة:
كل دالة قابلة للاشتقاق مستمرة.
مثال:
الدالة f(x)=x2 قابلة للاشتقاق عند كل نقطة في مجالها، وبالتالي فهي مستمرة في كل نقطة في مجالها.
توضيح:
في المثال أعلاه، يمكننا حساب مشتق الدالة f(x)=x2 بسهولة للحصول على f′(x)=2x. ثم نرى أن:
x→climf′(x)=x→clim2x=2c
وبالتالي، فإن الدالة f(x)=x2 مستمرة عند كل نقطة في مجالها.