请教有关中值定理的证明
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首先题目漏条件:应该是f'(x)在[a,b]上连续,否则证明之复杂无以复加。 若【f'(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导】,且有f(a)=f(b),f'(a)*f'(b)≥0, 【第一种情况】如果f'(a)=f'(b)=0,本题结论就不言而喻了(因为可以对f'(x)在[a,b]区间上直接利用罗尔定理得到了); 【第二种情况】如果f'(a)=0和f'(b)=0,仅有一个成立,不妨设f'(a)=0, 根据f(a)=f(b),可以对f(x)在[a,b]区间上直接利用罗尔定理得到:存在θ∈(a,b)使f'(θ)=0。
再对f'(x)在[a,θ]区间上直接利用罗尔定理得到结论; 【第三种情况】如果f'(a)=0和f'(b)=0都不成立,不妨设f'(a)>0,那么f'(b)>0。 这时,要用局部保号性,和闭区间上连续函数的介值定理。 【那能就可以随便画个图,或者连图都不画,就说显然有c∈(a,b)使f(a)=f(c)=f(b)的,可能大家没有参加过考研阅卷,但考研阅卷的扣分规则应该清楚:以这种说法为前提,是一分也得不到的】下。
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根据已知条件存在a=0, 若f’(a),f’(b)中有一个为零, 则就出现了第二个y2,使得f’(y2)=0.结论得证。 若f’(a),f’(b)都不为零,则它们必同号。不妨考虑它们都大于零。(都小于零同样讨论) 假设(a,b)中除了y1以外,不存在使得一阶导数为零的点,于是除了y1以外,所有一阶导数都大于零。因此在(a,b)中,f(x) 是增函数,(简单讨论便知),因此f(a)=f(b)不能成立。这与题设矛盾。所以除了y1外,还至少存在一点y2使得一阶导数为零。证毕。
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