第一篇:高等數(shù)學(xué)中值定理總結(jié)
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中值定理一向是經(jīng)濟(jì)類數(shù)學(xué)考試的重點(當(dāng)然理工類也常會考到),咪咪結(jié)合老陳的書和一些自己的想法做了以下這個總結(jié),希望能對各位研友有所幫助。
1、所證式僅與ξ相關(guān) ①觀察法與湊方法
例 1 設(shè)f(x)在[0,1]上二階可導(dǎo),f(0)?f(1)?f?(0)?02f?(?)試證至少存在一點??(a,b)使得f??(?)?1??分析:把要證的式子中的 ? 換成 x,整理得f??(x)?xf??(x)?2f?(x)?0?(1)由這個式可知要構(gòu)造的函數(shù)中必含有f?(x),從xf??(x)找突破口 因為[xf?(x)]??xf??(x)?f?(x),那么把(1)式變一下: f??(x)?f?(x)?[xf??(x)?f?(x)]?0?f??(x)?f?(x)?[xf?(x)]??0 這時要構(gòu)造的函數(shù)就看出來了F(x)?(1?x)f?(x)?f(x)②原函數(shù)法
例 2 設(shè)f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),f(a)?f(b)?0,又g(x)在[a,b]上連續(xù) 求證:???(a,b)使得f?(?)?g(?)f(?)分析:這時不論觀察還是湊都不容易找出要構(gòu)造的函數(shù),于是換一種方法 現(xiàn)在把與f 有關(guān)的放一邊,與g 有關(guān)的放另一邊,同樣把 ? 換成 x 兩邊積分f?(x)g(x)dx ?g(x)?lnf(x)??g(x)dx?lnC?f(x)?Ce?f(x)
?f(x)e??g(x)dx?C 現(xiàn)在設(shè)C?0,于是要構(gòu)造的函數(shù)就很明顯了 F(x)?f(x)e??g(x)dx③一階線性齊次方程解法的變形法
對于所證式為f??pf?0型,(其中p為常數(shù)或x 的函數(shù))可引進(jìn)函數(shù)u(x)?e?,則可構(gòu)造新函數(shù)F(x)?f?e?pdxpdx例:設(shè)f(x)在[a,b]有連續(xù)的導(dǎo)數(shù),又存在c?(a,b),使得f?(c)?0f(?)?f(a)b?af(?)?f(a)分析:把所證式整理一下可得:f?(?)??0b?a1 ?[f(?)?f(a)]??[f(?)?f(a)]?0,這樣就變成了f??pf?0型b?a 求證:存在??(a,b),使得f?(?)??-dx- 引進(jìn)函數(shù)u(x)?eb?a=eb?a(令C=0),于是就可以設(shè)F(x)?eb?a[f(x)?f(a)] 注:此題在證明時會用到f?(c)?
2、所證式中出現(xiàn)兩端點 ①湊拉格朗日 1xxf(b)?f(a)?0?f(b)?f(a)這個結(jié)論b?a
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例 3 設(shè)f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo) 證明至少存在一點??(a,b)使得bf(b)?af(a)?f(?)??f?(?)b?a
分析:很容易就找到要證的式子的特點,那么可以試一下,不妨設(shè) F(x)?xf(x),用拉格朗日定理驗證一下 F?(?)?f(?)??f?(?)?②柯西定理
bf(b)?af(a)b?a例 4 設(shè)0?x1?x2,f(x)在[x1,x2]可導(dǎo),證明在(x1,x2)至少存在一點c,使得 1ex1?ex2e1e2?f(c)?f?(c)f(x1)f(x2)e1f(x2)?e2f(x1)ex1x2xxxx分析:先整理一下要證的式子?e 這題就沒上面那道那么容易看出來了xx?f(c)?f?(c)
x1?x2 發(fā)現(xiàn)e1f(x2)?e2f(x1)是交叉的,變換一下,分子分母同除一下ef(x2)f(x1)ex2?eex11x2e③k值法 ?1x1于是這個式子一下變得沒有懸念了 用柯西定理設(shè)好兩個函數(shù)就很容易證明了仍是上題分析:對于數(shù)四,如果對柯西定理掌握的不是很好上面那題該怎么辦呢? 在老陳的書里講了一個方法叫做k 值法 第一步是要把含變量與常量的式子分寫在等號兩邊 以此題為例已經(jīng)是規(guī)范的形式了,現(xiàn)在就看常量的這個式子 設(shè)
e1f(x2)?e2f(x1)ex1x2xx?e 很容易看出這是一個對稱式,也是說互換x1x2還是一樣的 記得回帶k,用羅爾定理證明即可。?k 整理得e?x1[f(x1)?k]?e?x2[f(x2)?k] 那么進(jìn)入第二步,設(shè)F(x)?e?x[f(x)?k],驗證可知F(x1)?F(x2)④泰勒公式法
老陳常說的一句話,管它是什么,先泰勒展開再說。當(dāng)定理感覺都起不上作用時,泰勒法往往是可行的,而且對于有些題目,泰勒法反而會更簡單。
3、所證試同時出現(xiàn)ξ和η ①兩次中值定理
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例 5 f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),f(a)?f(b)?1 試證存在?,??(0,1)使得e???[f(?)?f?(?)]?1分析:首先把?與?分開,那么就有e?[f(?)?f?(?)]?e? 一下子看不出來什么,那么可以先從左邊的式子下手試一下 很容易看出e[f(?)?f?(?)]?[ef(?)]?,設(shè)F(x)?exf(x)??ebf(b)?eaf(a)利用拉格朗日定理可得F?(?)?再整理一下b?aeb?eaeb?ea e[f(?)?f?(?)]?只要找到與e?的關(guān)系就行了b?ab?a?
這個更容易看出來了,令G(x)?ex則再用拉格朗日定理就得到eb?ea G?(?)?e??e?[f(?)?f?(?)]b?a?②柯西定理(與之前所舉例類似)
有時遇到ξ和η同時出現(xiàn)的時候還需要多方考慮,可能會用到柯西定理與拉氏定理的結(jié)合使用,在老陳書的習(xí)題里就出現(xiàn)過類似的題。
第二篇:高等數(shù)學(xué)中值定理總結(jié)
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中值定理一向是經(jīng)濟(jì)類數(shù)學(xué)考試的重點(當(dāng)然理工類也常會考到),咪咪結(jié)合老陳的書和一些自己的想法做了以下這個總結(jié),希望能對各位研友有所幫助。
1、所證式僅與ξ相關(guān)
①觀察法與湊方法
例 1設(shè)f(x)在[0,1]上二階可導(dǎo),f(0)?f(1)?f?(0)?0
2f?(?)試證至少存在一點??(a,b)使得f??(?)?1??
分析:把要證的式子中的 ? 換成 x,整理得f??(x)?xf??(x)?2f?(x)?0?(1)
由這個式可知要構(gòu)造的函數(shù)中必含有f?(x),從xf??(x)找突破口
因為[xf?(x)]??xf??(x)?f?(x),那么把(1)式變一下:
f??(x)?f?(x)?[xf??(x)?f?(x)]?0?f??(x)?f?(x)?[xf?(x)]??0
這時要構(gòu)造的函數(shù)就看出來了F(x)?(1?x)f?(x)?f(x)
②原函數(shù)法
例 2設(shè)f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),f(a)?f(b)?0,又g(x)在[a,b]上連續(xù)
求證:???(a,b)使得f?(?)?g(?)f(?)
分析:這時不論觀察還是湊都不容易找出要構(gòu)造的函數(shù),于是換一種方法
現(xiàn)在把與f 有關(guān)的放一邊,與g 有關(guān)的放另一邊,同樣把 ? 換成 x
兩邊積分f?(x)g(x)dx?g(x)?lnf(x)??g(x)dx?lnC?f(x)?Ce?
f(x)
?f(x)e??g(x)dx?C 現(xiàn)在設(shè)C?0,于是要構(gòu)造的函數(shù)就很明顯了
F(x)?f(x)e??g(x)dx
③一階線性齊次方程解法的變形法
對于所證式為f??pf?0型,(其中p為常數(shù)或x 的函數(shù))
可引進(jìn)函數(shù)u(x)?e?,則可構(gòu)造新函數(shù)F(x)?f?e?pdxpdx
例:設(shè)f(x)在[a,b]有連續(xù)的導(dǎo)數(shù),又存在c?(a,b),使得f?(c)?0
f(?)?f(a)
b?a
f(?)?f(a)分析:把所證式整理一下可得:f?(?)??0b?a
1?[f(?)?f(a)]??[f(?)?f(a)]?0,這樣就變成了f??pf?0型b?a求證:存在??(a,b),使得f?(?)?
?-dx-引進(jìn)函數(shù)u(x)?eb?a=eb?a(令C=0),于是就可以設(shè)F(x)?eb?a[f(x)?f(a)]
注:此題在證明時會用到f?(c)?
2、所證式中出現(xiàn)兩端點
①湊拉格朗日 1xxf(b)?f(a)?0?f(b)?f(a)這個結(jié)論b?a
例 3設(shè)f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo)
證明至少存在一點??(a,b)使得bf(b)?af(a)?f(?)??f?(?)b?a
分析:很容易就找到要證的式子的特點,那么可以試一下,不妨設(shè)
F(x)?xf(x),用拉格朗日定理驗證一下
F?(?)?f(?)??f?(?)?
②柯西定理 bf(b)?af(a)b?a
例 4設(shè)0?x1?x2,f(x)在[x1,x2]可導(dǎo),證明在(x1,x2)至少存在一點c,使得
ex1?ex2e1e2?f(c)?f?(c)(x1)f(x2)
e1f(x2)?e2f(x1)
ex1x2xxxx分析:先整理一下要證的式子?e
這題就沒上面那道那么容易看出來了
xx?f(c)?f?(c)x1?x2發(fā)現(xiàn)e1f(x2)?e2f(x1)是交叉的,變換一下,分子分母同除一下e
f(x2)f(x1)
ex2?e
ex11x2e
③k值法 ?1x1于是這個式子一下變得沒有懸念了用柯西定理設(shè)好兩個函數(shù)就很容易證明了
仍是上題
分析:對于數(shù)四,如果對柯西定理掌握的不是很好上面那題該怎么辦呢?
在老陳的書里講了一個方法叫做k 值法
第一步是要把含變量與常量的式子分寫在等號兩邊
以此題為例已經(jīng)是規(guī)范的形式了,現(xiàn)在就看常量的這個式子
設(shè) e1f(x2)?e2f(x1)
ex1x2xx?e
很容易看出這是一個對稱式,也是說互換x1x2還是一樣的記得回帶k,用羅爾定理證明即可。?k 整理得e?x1[f(x1)?k]?e?x2[f(x2)?k]那么進(jìn)入第二步,設(shè)F(x)?e?x[f(x)?k],驗證可知F(x1)?F(x2)
④泰勒公式法
老陳常說的一句話,管它是什么,先泰勒展開再說。當(dāng)定理感覺都起不上作用時,泰勒法往往是可行的,而且對于有些題目,泰勒法反而會更簡單。
3、所證試同時出現(xiàn)ξ和η
①兩次中值定理
例 5f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),f(a)?f(b)?1
試證存在?,??(0,1)使得e???[f(?)?f?(?)]?1
分析:首先把?與?分開,那么就有e?[f(?)?f?(?)]?e?
一下子看不出來什么,那么可以先從左邊的式子下手試一下
很容易看出e[f(?)?f?(?)]?[ef(?)]?,設(shè)F(x)?exf(x)??
ebf(b)?eaf(a)利用拉格朗日定理可得F?(?)?再整理一下b?a
eb?eaeb?ea
e[f(?)?f?(?)]?只要找到與e?的關(guān)系就行了b?ab?a?
這個更容易看出來了,令G(x)?ex則再用拉格朗日定理就得到
eb?ea
G?(?)?e??e?[f(?)?f?(?)]b?a?
②柯西定理(與之前所舉例類似)
有時遇到ξ和η同時出現(xiàn)的時候還需要多方考慮,可能會用到柯西定理與拉氏定理的結(jié)合使用,在老陳書的習(xí)題里就出現(xiàn)過類似的題。
第三篇:高等數(shù)學(xué) 極限與中值定理 應(yīng)用
(一)1.x??sin?limx??limxsin2xx?1 22xx?1(洛必達(dá)法則)1x2
=lim2x22x??x?1
?2
2.x????x ?limx??limsinxcosx?1
?1
3.x?0sinx?limcosxx?0limtanx?sinxx3
?sinx3?limx sinx(1?cosx)x?0xcosx3
x3?lim23x?0x1?2
4.limx?sinx3x?0?lim?16x1?cosx3x2 x?0
(二)1.若
limsinxe?axx?0(cosx?b)?5,求常數(shù)a,b
lim(cosx?b)xe?a sinx(cosx?b)?limxx?0e?a x?0sinx由等價無窮小可得a=1
=lim(cosx?b)?xsinxexx?0?5
b??4
2.若x?0,?(x)?kx,?(x)?21?xarcsinx?cosx
是等價無窮小,求常數(shù)K lim1?xarcsinx?kx2cosxx?0?1
?lim1?xarcsinx?cosxkx(1?xarcsinx?1?xarcsinx?cosx2kx2x?02cosx)
?limx?0
x2arcsinx??limx?0?sinx1?x4kx1x)?cosx'?lim31?x2?(x?01?x4k2
4k3k?4??1
3.證明當(dāng)X>02
時,(x?1)lnx?(x?1)222
f(x)?(x?1)lnx?(x?1)則f(x)?2xlnx?x??2xlnx?x?'''
1x?2(x?1)1x?2
1x2f(x)?2(lnx?1)?1?
?2lnx???ln1x21x?2?11
x2?1?0'再倒推可得:f(x)?0
22f(x)?0f(x?0),所以(x?1)lnx?(x?1)
(三)1.設(shè)f(x)在[0,a]上連續(xù),在(0,a)內(nèi)可導(dǎo),且
f(a)?0,證明:???(0,a),使得f(?)??f(?)?0。
'求原函數(shù)F(x)?xf(x)
F(0)?F(a)?0滿足羅爾定律,所以F(x)?0
'即 f(?)??f(?)?0'
2.設(shè)f(x)在[0,1]上連續(xù),在(0,1)上可導(dǎo)。且
f(0)?0,f(1)?1,證明
(1)?c?(0,1).推出f(c)?1?c(2)??,??(0,1)有f(?)?f(?)=1(???)''
(1)F(x)?f(c)?c?1
F(0)??1,F(1)?1
由零點定理得?c?(0,1)有F(c)=0
所以?c?(0,1).推出f(c)?1?c(2)設(shè)??(o,c),??(c,1)得
f(?)?f(?)?''f(c)?f(0)c?0f(1)?f(c)1?c??1?ccc1?c'
'所以 ??,??(0,1)有f(?)?f(?)=1(???)
第四篇:高等數(shù)學(xué)考研大總結(jié)之五 微分中值定理
第五章微分中值定理
一,羅爾(Rolle)中值定理費馬(Fermat)引理:設(shè)f?x?在點x0取得極值,且f/?x0?存在則f/?x0?=0。解析:幾何意義:曲線在極值點處的切線是平行于x軸的。
2羅爾(Rolle)中值定理:函數(shù)f?x?在閉區(qū)間?a,b?上連續(xù),在開區(qū)間?a,b?內(nèi)可導(dǎo)(每一點都具有導(dǎo)數(shù))并且在閉區(qū)間?a,b?的端點函數(shù)值相等,即:f?a??f?b?,那么在開區(qū)間?a,b?內(nèi)至少有一點?使得f/????0。
解析:⑴該定理是奠定一系列中值定理的基礎(chǔ)。
⑵此定理反映了由區(qū)間端點函數(shù)值的情況來表現(xiàn)區(qū)間內(nèi)導(dǎo)函數(shù)值的變化情況,給出了?點的具體位置和計算方法(與Lagrange中值定理的區(qū)別)。
⑶幾何意義:若連接曲線兩端點的弦是水平的,則曲線上至少有一點的切線是水平的。⑷兩個推論:①推論1:如果函數(shù)f?x?在區(qū)間?a,b?內(nèi)的導(dǎo)數(shù)恒等于零,那么函數(shù)f?x?在區(qū)間?a,b?內(nèi)是一個常數(shù)。②推論2:如果函數(shù)f?x?在區(qū)間?a,b?內(nèi)處處有
。f/?x??g/?x?,則在此區(qū)間內(nèi)f?x??g?x??C(常數(shù))
二,拉格朗日(Lagrange)中值定理
設(shè)函數(shù)f?x?在閉區(qū)間?a,b?上連續(xù)且在開區(qū)間?a,b?內(nèi)可導(dǎo)(每一點都具有導(dǎo)數(shù))那么在開區(qū)間?a,b?內(nèi)至少有一點??a???b?使等式f?b??f?a??f
該定理的其它幾種表示形式:⑴f//????b?a?成立。????f?b??f?a? b?a
?AB解析:反映其幾何意義:如果連接曲線y?f?x?的弧上除端點外處處具有不垂直于x軸的切線,那么這弧上至少有一點?,使曲線在?處的切線平行于弦AB。
⑵令??a???b?a?,?0???1?則f?b??f?a??f/?a???b?a???b?a?,?0???1?。解析:由于?的特定取值范圍,所以在證明不等式時較常用,若令a?x0,b?x0?h那么有:f?x0?h??f?x0??f/?x0??h?h,?0???1?。
⑶有限增量公式:如果用?x表示?b?a?則函數(shù)增量?y?f?b??f?a?,這時該定理變成?y?f/????x。
解析:⑴從理論上與微分的區(qū)別:該公式準(zhǔn)確的表明了函數(shù)增量與自變量增量(不要求其趨第1頁
于零或比較小而僅要求其為有限增量)的關(guān)系,而微分只能近似的表示這一關(guān)系,并且要求
?x比較小,而且當(dāng)?x?0時dy表示?y的誤差才趨于零。但在實際應(yīng)用中仍常用微分去
近似表示函數(shù)值的改變量。⑵類比與上式,則還可表示為?y?f三,柯西(Cauchy)中值定理
設(shè)兩個函數(shù)f?x?和g?x?在閉區(qū)間?a,b?上連續(xù)且在開區(qū)間?a,b?內(nèi)可導(dǎo)(每一點都具有導(dǎo)數(shù))且g/?x?在?a,b?內(nèi)每一點均不為零,則在?a,b?內(nèi)至少存在一點?使得
/
?x???x??x,?0???1?。
f?b??f?a?f/????,?a???b?成立。gb?gag/?解析:⑴要求分子與分母中的?是同一個值。⑵
類
比
于
Lagrange
定
理,此
定
理
可
表
示
為
f?x0?h??f?x0?f/?x0??h?
?,?0???1?。
gx0?h?gx0g/x0??h四,Rolle,Lagrange,Cauchy中值定理間的關(guān)系
?x??xf?a??f?b?
Cauchy?g???Lagrange?????Rolle
五,泰勒(Taylor)中值定理定義:若f?x?在?a,b?上有直到n階連續(xù)的導(dǎo)數(shù),在開區(qū)間?a,b?上?n?1?階導(dǎo)數(shù)存在,則
對
于
任
意的x,x0??a,b?
有:
f?x??f?x0??
f
/
?x0?
1!
?x?x0??
f
//
?x0?
2!
?x?x0?
f?n??x0??x?x0?n?Rn?x?其中???
n!
f?n?1????稱為余項(與誤差估計有關(guān))。其中當(dāng)x0?x?x0?n?1(?介于x與x0之間)Rn?x??
n?1!
取零時的泰勒(Taylor)公式稱為麥克勞林(Maclaurin)公式。
解析:使復(fù)雜函數(shù)成為簡單函數(shù)的有效方法。2 各種形式的泰勒(Taylor)公式
⑴帶有皮亞諾(Peano)余項的泰勒
(Taylor)公式:
?f/?x0?f//?x0?f?n??x0?2nn
????????????Taylor:fx?fx?x?x?x?x???x?x??x?x,?x?x0?00000
?1!2!n!?///?n?
?Maclaurin:f?x??f?0??f?0?x?f?0?x2???f?0?xn??xn,?x?0??1!2!n!?
??
??
⑵帶有Lagrange余項的泰勒(Taylor)公式:
?f/?x0?f//?x0?f?n??x0?f?n?1????2nn?1
????????????Taylor:fx?fx?x?x?x?x???x?x?x?x?00000
n?11!2!n!?
?///?n??n?1?
??x?xn?1,?0???1??Maclaurin:f?x??f?0??f?0?x?f?0?x2???f?0?xn?f
?n?11!2!n!?
⑶
帶
有
Cauchy
余
項的泰
勒
(Taylor)
公
式
:
n?f?k??x0?
?x?x0?kf?x?????n?1?
????x???n?m,?x???x?m!fk!k?0?Taylor:?0m
?gkx0n!gn?1?k
?x?x0?g?x??? ?
k!k?0?
n??x?x0??x???n?n?1?f?k??x0?k
?x?x0?????f?Cauchy:令g?x??x,m?0則f?x???k!n!k?0?
⑷帶有積分余項的泰勒(Taylor)公式:
n
?f?k??x0?1x?n?1?kn
????????Taylor:fx?x?x?ftx?tdt??0?x0
k!n!?k?0
??k?n?1n1f?0?kxn?n?1??Maclaurin:f?x??????x?fxt1?tdt???0k!n!k?0?常見函數(shù)的麥克勞林(Maclaurin)展式
⑴帶有皮亞諾(Peano)余項的麥克勞林(Maclaurin)展式:
n
x3x5x2n?1x2k?1n?1k?12n
sinx?x???????1???x????1???x2n
2n?12k?13!5!!k?1
????
2n2kn
x2x4nxkx2n
cosx?1???????1???x????1???x2n
2n2k2!4?。?0
????
kn
xx2xnk?1xn
e?1???????x????1???xn
1!2!n!k!k?0x
????
??
nkn
x2x3n?1xk?1xn
ln?1?x??x???????1???x????1???xn
23nkk?1
??
?1?x?
?
n
????1?2????1????2?????n?1?nnkk
?1??x?x???x???x??1??C?x???xn?2!n!k?1
⑵帶有Langrange余項的麥克勞林(Maclaurin)展式:
sinx????1?
k?1n
n
k?1
x2k?1ncos?x
???1?x2n?1,?0???1?2k?12n?1!
x2kn?1cos?x
cosx????1????1?x2n?2,?0???1?
2k2n?2!k?0
k
xke?x
e???xn?1,?0???1?
!k?0k!n?1x
n
ln?1?x?????1`?
k?1
n
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n?1!Taylor公式的應(yīng)用
⑴求極限。⑵近似計算,誤差估計。⑶與冪級數(shù)的關(guān)系。⑷不等式證明。六,羅比塔(L”Hospital)法則解決問題的情況:
00?
。?
解析:不是以上兩種型的轉(zhuǎn)化為以上型。例如:
“0?”型,“???”型,“00”型,“?0”型,“1?”型。需注意的問題:⑴只有未定式才能應(yīng)用羅比塔(L”Hospital)法則,不是未定式,則不能用羅比塔(L”Hospital)法則,且分子與分母分別求導(dǎo)。
⑵只有
法則。
00?
未定式才能直接應(yīng)用羅比塔(L”Hospital)?
00
?
未定?
⑶求其他類型未定式的值時,就首先將其轉(zhuǎn)化為
式,然后才能應(yīng)用羅比塔(L”Hospital)法則。
⑷可以對未定式反復(fù)應(yīng)用羅比塔(L”Hospital)法則,直到求出確定的極限值為止。⑸用對數(shù)方法求極限時還要將結(jié)果還原為指數(shù)形式。
⑹有些未定式若用羅比塔(L”Hospital)法則求不出它的值時,就改用其它方法計算。
第五篇:中值定理超強(qiáng)總結(jié)
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1、所證式僅與ξ相關(guān) ①觀察法與湊方法
例 1 設(shè)f(x)在[0,1]上二階可導(dǎo),f(0)?f(1)?f?(0)?0 試證至少存在一點??(a,b)使得f??(?)?2f?(?)1??分析:把要證的式子中的 ? 換成 x,整理得f??(x)?xf??(x)?2f?(x)?0?(1)由這個式可知要構(gòu)造的函數(shù)中必含有f?(x),從xf??(x)找突破口 因為[xf?(x)]??xf??(x)?f?(x),那么把(1)式變一下: f??(x)?f?(x)?[xf??(x)?f?(x)]?0?f??(x)?f?(x)?[xf?(x)]??0 這時要構(gòu)造的函數(shù)就看出來了F(x)?(1?x)f?(x)?f(x)②原函數(shù)法
例 2 設(shè)f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),f(a)?f(b)?0,又g(x)在[a,b]上連續(xù) 求證:???(a,b)使得f?(?)?g(?)f(?)分析:這時不論觀察還是湊都不容易找出要構(gòu)造的函數(shù),于是換一種方法 現(xiàn)在把與f 有關(guān)的放一邊,與 g 有關(guān)的放另一邊,同樣把 ? 換成 x ?g(x)dx
f?(x)f(x)兩邊積分?g(x)?lnf(x)??g(x)dx?lnC?f(x)?Ce ?f(x)e??g(x)dx?C 現(xiàn)在設(shè)C?0,于是要構(gòu)造的函數(shù)就很明顯了 F(x)?f(x)e?③一階線性齊次方程解法的變形法 ?g(x)dx對于所證式為f??pf?0型,(其中p為常數(shù)或x 的函數(shù))pdxpdx可引進(jìn)函數(shù)u(x)?e?,則可構(gòu)造新函數(shù)F(x)?f?e?例:設(shè)f(x)在[a,b]有連續(xù)的導(dǎo)數(shù),又存在c?(a,b),使得f?(c)?0 求證:存在??(a,b),使得f?(?)?分析:把所證式整理一下可得:f?(?)? ?[f(?)?f(a)]??1b?a1f(?)?f(a)b?af(?)?f(a)b?a?0[f(?)?f(a)]?0,這樣就變成了f??pf?0型xx-?-b?adx 引進(jìn)函數(shù)u(x)?e=eb?a(令C=0),于是就可以設(shè)F(x)?eb?a[f(x)?f(a)] 注:此題在證明時會用到f?(c)?f(b)?f(a)b?a?0?f(b)?f(a)這個結(jié)論
2、所證式中出現(xiàn)兩端點 ①湊拉格朗日
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例 3 設(shè)f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo) 證明至少存在一點??(a,b)使得bf(b)?af(a)b?a?f(?)??f?(?)
分析:很容易就找到要證的式子的特點,那么下可以試一下,不妨設(shè) F(x)?xf(x),用拉格朗日定理驗證一 F?(?)?f(?)??f?(?)?bf(b)?af(a)b?a(x1,x2)至少存在一點②柯西定理
例 4 設(shè)0?x1?x2,f(x)在[x1,x2]可導(dǎo),證明在 1c,使得ex2x1ex2ex1?f(c)?f?(c)?ef(x1)f(x2)xx2x2分析:先整理一下要證的式子e1f(x2)?eex1f(x1)?f(c)?f?(c)?e 這題就沒上面那道那么 發(fā)現(xiàn)e1f(x2)?exx2容易看出來了分子分母同除一下
f(x1)是交叉的,變換一下,ex1?x2f(x2)ex2??f(x1)e1x11x2于是這個式子一下變得沒有懸念了eex1 用柯西定理設(shè)好兩個函③k值法
仍是上題數(shù)就很容易證明了分析:對于數(shù)四,如果對柯西定理掌握的不是方法叫做k 值法很好上面那題該怎么辦呢? 在老陳的書里講了一個 第一步是要把含變量與 以此題為例已經(jīng)是規(guī)范 設(shè)常量的式子分寫在等號的形式了,現(xiàn)在就看常?k 整理得e?x1兩邊量的這個式子?x2
ex1f(x2)?eex1x2x2f(x1)?e[f(x1)?k]?e[f(x2)?k] 很容易看出這是一個對 那么進(jìn)入第二步,設(shè)稱式,也是說互換x1x2還是一樣的F(x1)?F(x2)F(x)?e?x[f(x)?k],驗證可知。記得回帶k,用羅爾定理證明即可④泰勒公式法
老陳常說的一句話,管它是什么,先泰勒展開再說。當(dāng)定理感覺都起不上作用時,泰勒法往往是可行的,而且對于有些題目,泰勒法反而會更簡單。
3、所證試同時出現(xiàn)ξ和η ①兩次中值定理
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例 5 f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),f(a)?f(b)?1 試證存在?,??(0,1)使得e???[f(?)?f?(?)]?1分析:首先把?與?分開,那么就有??e[f(?)?f?(?)]?e 一下子看不出來什么,很容易看出那么可以先從左邊的式子下手試一下??xe[f(?)?f?(?)]?[ef(?)]?,設(shè)F(x)?ef(x)利用拉格朗日定理可得?F?(?)??eaef(b)?ef(a)b?aexbba
再整理一下? e[f(?)?f?(?)]?ebb?aa只要找到?eab?a與e的關(guān)系就行了得到 這個更容易看出來了,G?(?)?e?令G(x)?e則再用拉格朗日定理就?e[f(?)?f?(?)]?b?a②柯西定理(與之前所舉例類似)
有時遇到ξ和η同時出現(xiàn)的時候還需要多方考慮,可能會用到柯西定理與拉氏定理的結(jié)合使用,在老陳書的習(xí)題里就出現(xiàn)過類似的題。?eb?e