微積分第六章習題課

2023-01-03 09:39:02 字數 2073 閱讀 1174

經院12級第六章習題課題解

微分中值定理與taylor定理

一、中值定理:

rolle中值定理:若滿足:在上連續,內可導,,則,使得.

lagrange中值定理:若滿足:在上連續,內可導,則,使得。

canchy 中值定理:若和滿足:在上連續,內可導,和不同時為零,,則,使得。

二、taylor定理:

1、若在點存在直至階導數,則

(稱此式為帶peano型餘項的階taylor公式)

特別:時,

2、若在上存在直至階的連續導函式,在內存在階導函式,則對任意給定的,至少存在一點使得:

(稱此式為常lagrange型餘項的階taylor 公式)

事實上,是在與之間的某個值,則

特別:時,

(稱此公式為常maclaurin餘項的階taylor公式)

三、利用rolle定理證明中值等式

為證明這類命題必須設法構造輔助函式,使得題中假設足以保證所構造的輔助函式具備rolle定理得的條件,然後由rolle定理得到輔助函式所滿足的中值等式,再由此式推出所要證的結果。找輔助函式常用的方法有兩種:

(1)湊導數法:將要證的結論改寫成乙個函式的導數在點處等於零的形式:。

例1:設在上連續,且。試證在內存在一點使得

證明:為證①式成立,即證,則需證,使得。為此建構函式:

顯然,在處連續。事實上,因

在上連續,在內可導,並且。於是,由rolle定理,,使,而

故,即例2:設和在上存在二階導數,且

,試證:

(1) 在(a,b)內;

(2) 在(a,b)內至少存在一點,使

證明:(1)(反證法):假設存在點,使。對在和上分別使用rolle定理,存在使。再對在上使用rolle定理知,存在,使。這與條件矛盾。故。

(2)由於所證等式可寫為:

而於是,建構函式:

則在上連續,在內可導,並且,

故,由rolle定理,存在,使得,即

從而結論成立。

(ii)積分法:由於,則要找的輔助函式就是的原函式,而是已知的,因而求出的不定積分即可:

具體步驟:

1° 將待證的中值等式命題中的換成,得;

2° 通過適當的恒等變形將轉化為易於積分的形式(若需要);

3° 兩邊積分求出原函式;

4° 解出任意常數。

則要求的輔助函式。

例3 設函式在[0,1]上連續,在內可導,且,求證:至少存在一點,使得。

證明:將改為得到,即得

為的一階線性齊次微分方程,於是

於是令,則在上連續,在內可導,且,由rolle定理知,存在使得,即

四、lagrange 中值定理理證明的應用

例1 設在上連續,在內可微,,則存在使得

證明:由於在上連續,且,則由連續函式的介值定理,存在,使得。分別在區間與上應用lagrange 中值定理:

存在,使

存在,使

即 。

例2 設在上可微,,則在上非一致連續。

證明:由於,則存在使得。現考慮在上的一致連續性。

(反證法):假設在一致連續,則對於存在,使得當時,。

由於,則在上單增,於是,可推出(數學歸納法):

。另一方面,取,使

,(lagrange定理)

則當時,

兩端除以後,令,得

這與矛盾,從而在上非一致連續。故在上非一致連續。

例3 設在上可微,,則。

證明:令在上,現證。

(反證) 假設,則由的連續性知。取,使得。下證在,(從而得出矛盾)。

,由lagrange中值定理,存在

使得同理可得:

於是,歸納推得:

則當時,這與假設矛盾,故。

(注:可考慮類似應用cauchy中值定理)

五、taylor公式的應用:

例1 設在上二階可導,且,,試證存在,使得

證明:設

則,.由fermat(費馬)定理知.將在點處taylor展開到二階餘項,有

而 若若

例2 設具有二階連續導數,,則

證明:設。,若,則

於是當時,同上類似可得:

故此命題得證。

第六章計畫習題

一 單項選擇題 1 根據計畫的明確性,可以把計畫分類為 a 長期計畫和短期計畫 b 戰略性計畫和戰術性計畫 c 具體性計畫和指導性計畫 d 程式性計畫和非程式性計畫 2 財務計畫和人事計畫與業務計畫的關係描述不正確的是 a 財務計畫和人事計畫是為業務計畫服務的 b 財務計畫和人事計畫是圍繞著業務計畫...

第六章習題答案

第六章梁的彎曲內力 習題6 1 a 求指定截面的內力。答題要點 1 計算2 2截面內力 a 用2 2在圖示位置截開桿件,取左段分析,左段截面上剪力和彎矩分別用q2 m2代替,受力圖如圖 a b 根據靜力平衡條件計算q2 m2值 fy 0 3kn m 2m q2 0 mc 0 3kn m 2m 1m ...

第六章測量誤差的基本知識習題課

1 鋼尺量距中,下列幾種情況使量得的結果產生誤差,試分別判定誤差的性質及符號。1 尺長不準確 2 尺不水平 3 估讀不準確 4 尺垂曲 5 尺端偏離直線方向 2 水準測量中,下列幾種情況使得水準尺讀數帶有誤差,試分別判定誤差的性質及符號。1 視准軸與水準軸不平行 2 儀器下沉 3 讀數不正確 4 水...