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* * 运行时, 点击“二. 拉格朗日中值定理”, 或“拉氏”按钮,或相片可显示.拉格朗日的简介,运行结束可自行返回。 * 运行时,点击标题“三、柯西----” 或 “柯西”按钮, 或相片, 可显示柯西简介, 并自动返回. 第三章 中值定理 应用 研究函数性质及曲线性态 利用导数解决实际问题 罗尔中值定理 拉格朗日中值定理 柯西中值定理 泰勒公式 (第二节) 推广 微分中值定理 与导数的应用 一、罗尔( Rolle )定理 第一节 机动 目录 上页 下页 返回 结束 二、拉格朗日中值定理 三、柯西(Cauchy)中值定理 Mean Value Theorem for Derivatives 第三章 费马(fermat)引理 一、罗尔( Rolle )定理 且 存在 证: 设 则 费马 目录 上页 下页 返回 结束 证毕 罗尔( Rolle )定理 满足: (1) 在区间 [a , b] 上连续 (2) 在区间 (a , b) 内可导 (3) f ( a ) = f ( b ) 使 证: 故在[ a , b ]上取得最大值 M 和最小值 m . 若 M = m , 则 因此 在( a , b ) 内至少存在一点 机动 目录 上页 下页 返回 结束 若 M m , 则 M 和 m 中至少有一个与端点值不等, 不妨设 则至少存在一点 使 Remarks: 1) 定理条件条件不全具备, 结论不一定成立. 例如, 则由费马引理得 机动 目录 上页 下页 返回 结束 使 2) 定理条件只是充分的. 本定理可推广为 在 ( a , b ) 内可导, 且 在( a , b ) 内至少存在一点 证明提示: 设 证 F(x) 在 [a , b] 上满足罗尔定理 . 机动 目录 上页 下页 返回 结束 例1. 证明方程 有且仅有一个小于1 的 正实根 . 证: 1) 存在性 . 则 在 [0 , 1 ] 连续 , 且 由介值定理知存在 使 即方程有小于 1 的正根 2) 唯一性 . 假设另有 为端点的区间满足罗尔定理条件 , 至少存在一点 但 矛盾, 故假设不真! 设 机动 目录 上页 下页 返回 结束 例2. 设 且在 内可导, 证明至少存 在一点 使 提示: 由结论可知, 只需证 即 验证 在 上满足罗尔定理条件. 设 机动 目录 上页 下页 返回 结束 求证存在 使 例3. 设 可导,且 在 连续, 证: 因此至少存在 显然 在 上满足罗尔定理条件, 即 设辅助函数 使得 机动 目录 上页 下页 返回 结束 二、拉格朗日中值定理 (1) 在区间 [ a , b ] 上连续 满足: (2) 在区间 ( a , b ) 内可导 至少存在一点 使 思路: 利用逆向思维找出一个满足罗尔定理条件的函数 作辅助函数 显然 , 在 [ a , b ] 上连续 , 在 ( a , b ) 内可导, 且 证: 问题转化为证 由罗尔定理知至少存在一点 即定理结论成立 . 拉氏 目录 上页 下页 返回 结束 证毕 拉格朗日中值定理的有限增量形式: 令 则 机动 目录 上页 下页 返回 结束 拉格朗日中值定理又称有限增量定理. 拉格朗日中值公式又称有限增量公式. 微分中值定理 推论1: 若函数 在区间 I 上满足 则 在 I 上必为常数. 证: 在 I 上任取两点 日中值公式 , 得 由 的任意性知, 在 I 上为常数 . 机动 目录 上页 下页 返回 结束 推论2: 若函数 在区间 I内每一点的导数都相等,则这两个函数在I内仅相差一个常数。 推论3: 例4. 证明等式 证: 设 由推论可知 (常数) 令 x = 0 , 得 又 故所证等式在定义域 上成立. 自证: 经验: 欲证 时 只需证在 I 上 机动 目录 上页 下页 返回 结束 例5. 证明不等式 证: 设 中值定理条件, 即 因为 故 因此应有 机动 目录 上页 下页 返回 结束 三、柯西(Cauchy)中值定理 分析: 及 (1) 在闭区间 [ a , b ] 上连续 (2) 在开区间 ( a , b ) 内可导 (3)在开区间 ( a , b ) 内 至少存在一点 使 满足 : 要证 柯西 目录 上页 下页 返回 结束 证: 作辅助函数 且 使 即 由罗尔定理知, 至少存在
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