U ovom poglavlju dokazat ćemo osnovne teoreme diferencijalnog računa. To su Fermatov teorem, Rolleov teorem, Cauchyjev teorem, Lagrangeov teorem i L'Hospitalov teorem (L'Hospitalovo pravilo). Fermatov teorem služi za ispitivanje ekstrema (poglavlje 5.7) i za dokazivanje Rolleovog teorema. Rolleov teorem služi za dokazivanje Cauchyjevog teorema srednje vrijednosti. Lagrangeov teorem slijedi iz Cauchyjevog teorema i služi za dokazivanje Teorema o monotonosti (poglavlje 5.6). Cauchyjev teorem služi za dokazivanje L'Hospitalovog pravila, a L'Hospitalovo pravilo služi za nalaženje limesa u slučaju neodređenih oblika. Odnose između navedenih teorema možemo prikazati i shematski: