第三章习题课精要.ppt

二、 导数应用 习题课 一、 微分中值定理及其应用 机动 目录 上页 下页 返回 结束 中值定理及导数的应用 第三章 洛必达法则 Rolle 定理 Lagrange 中值定理 常用的 泰勒公式 Cauchy 中值定理 Taylor 中值定理 单调性,极值与最值, 凹凸性,拐点,函数 图形的描绘; 曲率;求根方法. 导数的应用 一、主要内容 拉格朗日中值定理 一、 微分中值定理及其应用 1. 微分中值定理及其相互关系 罗尔定理 柯西中值定理 泰勒中值定理 机动 目录 上页 下页 返回 结束 2. 微分中值定理的主要应用 (1) 研究函数或导数的性态 (2) 证明恒等式或不等式 (3) 证明有关中值问题的结论 机动 目录 上页 下页 返回 结束 3. 有关中值问题的解题方法 利用逆向思维 , 设辅助函数 . 一般解题方法: 证明含一个中值的等式或根的存在 , (2) 若结论中涉及到含中值的两个不同函数 , (3) 若结论中含两个或两个以上的中值 , 可用原函数法找辅助函数 . 多用罗尔定理, 可考虑用 柯西中值定理 . 必须多次应用 中值定理 . (4) 若已知条件中含高阶导数 , 多考虑用泰勒公式 , (5) 若结论为不等式 , 要注意适当放大或缩小的技巧. 有时也可考虑对导数用中值定理 . 机动 目录 上页 下页 返回 结束 例1. 设函数 在 内可导, 且 证明 在 内有界. 证: 取点 再取异于 的点 对 为端点的区间上用拉氏中值定理, 得 (定数) 可见对任意 即得所证 . 机动 目录 上页 下页 返回 结束 例2. 设 在 内可导, 且 证明至少存在一点 使 上连续, 在 证: 问题转化为证 设辅助函数 显然 在 [ 0 , 1 ] 上满足罗尔定理条件, 故至 使 即有 少存在一点 机动 目录 上页 下页 返回 结束 例3. 且 试证存在 证: 欲证 因 f ( x ) 在 [ a , b ] 上满足拉氏中值定理条件, 故有 将①代入② , 化简得 故有 ① ② 即要证 机动 目录 上页 下页 返回 结束 例4. 设实数 满足下述等式 证明方程 在 ( 0 , 1) 内至少有一 个实根 . 证: 令 则可设 且 由罗尔定理知存在一点 使 即 机动 目录 上页 下页 返回 结束 例5 证 ? ? ? – ?, 则有 二、 导数应用 1. 研究函数的性态: 增减 , 极值 , 凹凸 , 拐点 , 渐近线 , 曲率 2. 解决最值问题 目标函数的建立与简化 最值的判别问题 3. 其他应用 : 求不定式极限 ; 几何应用 ; 相关变化率; 证明不等式 ; 研究方程实根等. 机动 目录 上页 下页 返回 结束 例4 证 的连续性及导函数 例7. 填空题 (1) 设函数 其导数图形如图所示, 机动 目录 上页 下页 返回 结束 单调减区间为 ; 极小值点为 ; 极大值点为 . 提示: 的正负作 f (x) 的示意图. 单调增区间为 ; . 在区间 上是凸弧 ; 拐点为 提示: 的正负作 f (x) 的示意图. 形在区间 上是凹弧; 则函数 f (x) 的图 (2) 设函数 的图形如图所示, 机动 目录 上页 下页 返回 结束 在 上单调增加. 机动 目录 上页 下页 返回 结束 在 上连续， 上可导， 为单调增加函数， 证明 在 例8:已知 证明: 令 则 设 根据Lagrange中值定理, 因此 在 上单调增加. 例9. 设 在 上可导, 且 证明 f ( x ) 至多只有一个零点 . 证: 设 则 故 在 上连续单调递增, 从而至多只有 一个零点 . 又因 因此 也至多只有一个零点 . 思考: 若题中 改为 其它不变时, 如何设辅助函数? 机动 目录 上页 下页 返回 结束 例10. 求数列 的最大项 . 证: 设 用对数求导法得 令 得