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....
與微分中值定理有關的證明題
一 利用羅爾定理 1 在 0 1 上有二階導數,且,又,求證 在 0 1 內至少存在一點,使 2 在 0 1 上連續,在 0 1 內可導 且,求證 在 0 1 內 至少存在一點,使 3 在 a b 上連續,在 a b 內可導,且,為某個常數,求證 在 a b 內至少存在一點,使 4 在 a b 上連...