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高中数学难点51函数问题

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高中数学难点51函数问题

已知函数f(x)=x^3-x+c定义在区间[0,1]上,
设x1,x2∈[0,1],且x1≠x2,求证:
(1)f(0)=f(1)
(2)|f(x2)-f(x1)|<2|x2-x1|
(3)|f(x2)-f(x1)|<1

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  • 2011-12-08 19:15:26
      已知函数f(x)=x^3-x+c定义在区间[0,1]上, 
    设x1,x2∈[0,1],且x1≠x2,求证: 
    (1)f(0)=f(1)
    已知:f(x)=x^3-x+c
    则:f(0)=0-0+c=c
    f(1)=1-1+c=c
    所以,f(0)=f(1)
    (2)|f(x2)-f(x1)|[f(x2)-f(x1)]/(x2-x1)∈[-1,2]
    所以:|f(x2)-f(x1)|/|x2-x1|<2
    即,|f(x2)-f(x1)|<2|x2-x1|
     
    (3)|f(x2)-f(x1)|<1 
    由前面有:f'(x)=3x^2-1,x∈[0,1]
    当f'(x)=3x^2-1=0时,x=√3/3∈[0,1]
    且x∈[0,√3/3)时,f'(x)<0;当x∈(√3/3,1]时,f'(x)>0
    所以,f(x)在[0,1]上有最小值f(√3/3)=(-√3/9)+c
    由(1)知,f(0)=f(1)=c
    即,f(x)在[0,1]上的最大值为c
    所以,|f(x2)-f(x1)|≤c-[(-√3/9)+c]=√3/9<1。
      

    T***

    2011-12-08 19:15:26

其他答案

    2011-12-08 16:34:51
  •   (1):
    f(0)=0-0+c=c,  f(1)=1-1+c=c
    故f(0)=f(1)
    (2):
    |f(x2)-f(x1)|=|x2^3-x2-x1^3+x1|=|x2-x1||x1^2+x2^2+x1x2-1|
    因x1,x2∈[0,1],且x1≠x2,则:
    0  

    2***

    2011-12-08 16:34:51

  • 2011-12-08 15:53:02
  • (1)f(0)=c
    f(1)=c
    所以f(0)=f(1) 
    (2)要证|f(x2)-f(x1)|<2|x2-x1| 
    只要证|f(x2)-f(x1)|/|x2-x1|<2
    即|f'(x)|<2
    求导可知f'(x)=3x^2-1
    计算可知1<|f'(x)|<2
    得证
    (3)要证|f(x2)-f(x1)|<1 
    只要证|f(x2)-f(x1)|=|x2-x1|*|x2^2+x1^2+x1x2-1|<1
    显然|x2-x1|<=1
    故只要证|x2^2+x1^2+x1x2-1|<1
     
    

    2***

    2011-12-08 15:53:02

  • 2011-12-08 15:47:39
  • 第一题,很显然,只要把0,1代到f(x)验证即可,即可得f(0)=f(1)=c;
    第二题:对f(x)求导可得f'(x)=3x^2-1,而导数的几何意义就是每一点上的切线斜率,因此考察这个切线斜率的取值范围。在[0,1]上这个切线斜率的取值范围为[-1,2](即f'(x)的取值范围),而
    ( f(x2)-f(x1) )/( x2-x1 ) 表示的是平面上连接任意两点(x1,f(x1))与(x2,f(x2))的直线的斜率而这两个点必在曲线f(x)上,因此|f'(x)|=0 in the inteval[0,1],所以f(x)的形状是开口向上的下凸形状,而这个曲线的最低点是以 1/(sqrt(3))为横坐标的点。(这个值是令f'(x)=0后求得的。)因此|f(x2)-f(x1)|<|f(c)-f(1/sqrt(3))|<1,证毕!

    亢***

    2011-12-08 15:47:39

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