D3_1微分中值定理1.ppt

第三章 第一节 一、罗尔( Rolle )定理 罗尔（ Rolle ）定理 若 M m , 则 M 和 m 中至少有一个与端点值不等, 2) 定理条件只是充分的. 例1. 证明方程 2. 设 二、拉格朗日中值定理 例2. 证明等式 拉格朗日中值定理的有限增量形式: 例3. 证明不等式 三、柯西(Cauchy)中值定理 证: 作辅助函数 柯西定理的几何意义: 例4. 设 例5. 试证至少存在一点 例5. 试证至少存在一点 内容小结 思考与练习 3. 若 4. 思考: 在 作业 费马(1601 – 1665) 拉格朗日 (1736 – 1813) 柯西(1789 – 1857) 备用题 2. 求证存在 使 1. 设 可导，且 在 连续， 证: 设辅助函数 因此至少存在 显然 在 上满足罗尔定理条件, 即 使得 目录 上页 下页 返回 结束 目录 上页 下页 返回 结束 运行时, 点击 “费马引理” 或“费马”按钮, 或相片, 可显示费马简介, 并自动返回 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. 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 (第三节) 推广 微分中值定理 与导数的应用 一、罗尔( Rolle )定理 二、拉格朗日( Lagrange )中值定理 三、柯西(Cauchy)中值定理 中值定理 第三章 第三章 费马(fermat)引理 且 存在 证: 设 则 费马 证毕 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 不妨设 则至少存在一点 使 注意: 1) 定理条件不全具备, 结论不一定 成立. 则由费马引理得 例如, 使 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 . 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 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 (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 证毕 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 推论: 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 格朗日中值公式 , 得 由 的任意性知, 在 I 上为常数 . 令 则 证: 设 中值定理条件, 即 因为 故 因此应有 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 : 问题转化为证 柯西 构造辅助函数 且 使 即 由罗尔定理知, 至少存在一点 思考: 柯西定理的下述证法对吗 ? 两个 ? 不 一定相同 错! 上面两式相比即得结论. 注意: 弦的斜率 切线斜率 至少存在一点 使 证: 问题转化为证 设 则 在 [0, 1] 上满足柯西中值 定理条件, 因此在 ( 0 , 1 ) 内至少存在一点 ? , 使 即 证明 使 证: 法1 用柯西中值定理 . 则 f (x) , F(x) 在 [ 1 , e ] 上满足柯西中值定理条件, 令 因此 即 分析: 使 法2 令 则 f (x) 在 [ 1 , e ] 上满足罗尔中值定理条件, 使 因此存在 1. 微分中值定理的条件、结论及关系 罗尔定理 拉