微分中值定理的證明題

2021-05-11 20:19:15 字數 2312 閱讀 9115

1. 若在上連續,在上可導,,證明:,使得:。

證:建構函式,則在上連續,在內可導,

且,由羅爾中值定理知:,使

即:,而,故。

2. 設,證明:,使得。

證:將上等式變形得:

作輔助函式,則在上連續,在內可導,

由拉格朗日定理得:

即即: 。

3. 設在內有二階導數,且,有證明:在內至少存在一點,使得:。

證:顯然在上連續,在內可導,又,故由羅爾定理知:,使得

又,故, 於是在上滿足羅爾定理條件,故存在, 使得:,而,即證

4. 設函式在[0,1]上連續,在(0,1)上可導,,.證明:

(1)在(0,1)內存在,使得.

(2) 在(0,1)內存在兩個不同的點,

【分析】 第一部分顯然用閉區間上連續函式的介值定理;第二部分為雙介值問題,可考慮用拉格朗日中值定理,但應注意利用第一部分已得結論.

【證明】 (i) 令,則f(x)在[0,1]上連續,且f(0)=-1<0, f(1)=1>0,於是由介值定理知,存在存在使得,即.

(ii) 在和上對f(x)分別應用拉格朗日中值定理,知存在兩個不同的點,使得,

於是5. 設在[0,2a]上連續,,證明在[0,a]上存在使得

.【分析】在[0,2a]上連續,條件中沒有涉及導數或微分,用介值定理或根的存在性定理證明。輔助函式可如下得到

【證明】令,.在[0,a]上連續,且

當時,取,即有;

當時,,由根的存在性定理知存在使得,,即.

6. 若在上可導,且當時有,且,證明:在內有且僅有乙個點使得

證明:存在性

構造輔助函式

則在上連續,且有,,

由零點定理可知:在內至少存在一點,使得,即:

唯一性:(反證法)

假設有兩個點,且,使得

在上連續且可導,且

在上滿足rolle定理條件

必存在一點,使得:

即:,這與已知中矛盾

假設不成立,即:在內僅有乙個根,

綜上所述:在內有且僅有乙個點,使得

7. 設在[0,1]上連續,在(0,1)內可導,且==0,=1。試證至少存在乙個(0,1),使=1。

分析:=1=1=x=0 令 ()=

證明: 令 f()=

()在[0,1]上連續,在(0,1)內可導,

(1)=

()=由介值定理可知,乙個(,1),使

0 又 (0)=0=0

對()在[0,1]上用rolle定理,乙個(0,)(0,1)使

0 即 =1

8. 設在上連續,在內可導,且試證存在和.滿足,使。

證由拉格朗日中值定理知,

9. 設在上連續,內可導

證明:使得

(1)證:(用乘於(1)式兩端,知)(1)式等價於

(2)為證此式,只要取取和在上分別應用cauchy中值定理,則知

其中.10. 已知函式在[0 ,1]上連續,在(0 ,1)內可導,,證明存在,使

解:利用柯西中值定理

而則(後面略)

11. 設在時連續,,當時,,則在內有唯一的實根

解:因為,則在上單調增加

(中值定理)

而故在內有唯一的實根

12. 試問如下推論過程是否正確。對函式在上應用拉格朗日中值定理得:

即:因,故當時,,由

得:,即

解:我們已經知道,不存在,故以上推理過程錯誤。

首先應注意:上面應用拉格朗日中值的是個中值點,是由和區間的

端點而定的,具體地說,與有關係,是依賴於的,當時,不

一定連續地趨於零,它可以跳躍地取某些值趨於零,從而使成

立,而中要求是連續地趨於零。故由推不出

13. 證明:成立。

證明:作輔助函式,則在上連續,在內可導,

由拉格朗日定理知: 即:,因在內單調遞減,故在內單調遞增,故即:

即:。注:利用拉格朗日中值定理證明不等式,首先由不等式出發,選擇合適的函式及相應的區間,然後驗證條件,利用定理得

再根據在內符號或單調

證明不等式。

14. 證明:當時,。

證明:作輔助函式

則故在上單調遞減,又因,在上連續,

故 =0,即:,即:。

注:利用單調性證明不等式是常用方法之一,欲證當時,

常用輔助函式,則將問題轉化證,然後在上

討論的單調性,進而完成證明。

15. 證明:若二階可導,且,,則在

內單調遞增。

證明:因,要證單調遞增,只需證,

即證。設,則,因為

,,故是單調遞增函式,而,因此,即:,

即:,即當時單調遞增。

微分中值定理的證明題1

1.若在上連續,在上可導,證明 使得 證 建構函式,則在上連續,在內可導,且,由羅爾中值定理知 使 即 而,故。2.設,證明 使得。證 將上等式變形得 作輔助函式,則在上連續,在內可導,由拉格朗日定理得 即即 3.設在內有二階導數,且,有證明 在內至少存在一點,使得 證 顯然在上連續,在內可導,又,...

微分中值定理的證明題 題目

1.若在上連續,在上可導,證明 使得 2.設,證明 使得。3.設在內有二階導數,且,有證明 在內至少存在一點,使得 證4.設函式在 0,1 上連續,在 0,1 上可導,證明 1 在 0,1 內存在,使得 2 在 0,1 內存在兩個不同的點,5.設在 0,2a 上連續,證明在 0,a 上存在使得.6....

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