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