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微分中值定理怎样构造辅助函数

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怎样在微分中值定理中构造辅助函数成了解这类题的主要关键, 下面介绍怎

样构造的方法,还有附带几个经典例题,希望对广大高数考生有所帮助。 先看这一题,已知f(x)连续,且f(a)二f(b)=O,求证在(a, b)中存在£使 f ' ( £ )=f( & )

证明过程:f ' ( £ )=f( £ ),所以 f' (x)=f(x), 让 f(x)=y, 所以dy y,即1dy dx,所以对两边简单积分,即

dx

y

1

dy 1dx,所以解出来 y

(真的是不定积分的话后面还要加个常数 C,但这只是我的经验方法,所以 不加)就是ln y x,也就是y ex,这里就到了最关键的一步,要使等式一边 为1!,所以把ex除下来,就是2 1 ,所以左边就是构造函数,也就是y e x, e 而y就是f(x),所以构造函数就是f(x)ex,你用罗尔定理带进去看是不是。 再给大家举几个例子。

二、 已知f(x)连续,且f(a)=f(b)=0, 求证: 在(a, b)中存在 £使 f ' ( £ ) + 2 £ f( £ ) = 0

证:一样的,鱼 2xy,把x,y移到两边,就是丄dy 2xdx,所以积分出来

dx

2

y

就是In y x2,注意y —定要单独出来,不能带ln,所以就是y e x,移出 1就是yex2

1,所以构造函数就是f(x)ex2,再用罗尔定理就出来了。

三、 已知f(x)连续,且f(a)=f(-a), 求证在(-a , a)中存在£使f' ( £) + 2f( £ ) = 0.

证:d^x 2y 0,移项就是Zdy 21dx,所以In y 2ln x ,所以就是y 2 , dx

移项就是y x2 1,所以构造的函数就是f(x) x2,再用罗尔定理就可以了。

y x x

注:这种方法不是万能的, 结合下面例题尝试做下。 微分中值定理的证明题

1.若f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)上可导,f(a) f (b) 0,证明:

(a,b)使得:f ( ) f( ) 0 o

证:构造函数F(x) f(x)ex,则F(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,

且 F(a) F(b) 0,

即:[f(

由罗尔中值定理知:

f( )]e

0,而 e

(a,b),使 F ()

经典题型二: 思路分析: 实战分析:

设a,b 0 ,证明:

(a, b),使得 aeb be

1 1

(1

1 T

)e (a b) o

证:将上等式变形得:1e^

b a

1

-1 (1 )e (

丄)

b a

作辅助函数f(x) xex,则f (x)在[1,1]上连续,在(丄,丄)内可导, b a '

经典题型三

由拉格朗日定理得:

f (-) -- b a

1 a e a 丄 1 b -

i e

即^― a (1 1、- b

.?,1 1 f1、b (1)f- q) 1

(1,1)

b a

即:aeb bee (1 )e (a,b) (a,b)

设f(x)在(0,1)内有二阶导数,且f(1) 0,有F(x) x2f(x)证明:在(0,1)内至少存在 一点 ,使得: F ( ) 0 。

证:显然F(x)在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,又F(0)

F(1) 0,故由罗尔定理知:

x0 (0,1),使得 F (x0) 0

0,于是F (x)在[0, x。]上满足罗尔定理条

(0,x0)

(0,1),即证

又F (x) 2xf(x) x2f (x),故F (0) 件,故存在

(0,x0), 使得: F ( ) 0,而

微分中值定理怎样构造辅助函数

怎样在微分中值定理中构造辅助函数成了解这类题的主要关键,下面介绍怎样构造的方法,还有附带几个经典例题,希望对广大高数考生有所帮助。先看这一题,已知f(x)连续,且f(a)二f(b)=O,求证在(a,b)中存在£使f'(£)=f(&)证明过程:f'(£)=f(£),所以f'(x)=f(x),让f(x)=y,所以dyy,
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