A-A+
设f(x)在闭区间[a b]上连续 在开区间(a b)内可导(a>0) 试证在(a b)内至
问题详情
设f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导(a>0),试证在(a,b)内至少存在一点ξ满足
ξ[f(b)-f(a)]=(b2-a2)f'(ξ)。
参考答案
证法1 设F(x)=x2[f(b)-f(a)]-(b2-a2)f(x)由题设可知F(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,由于
F(a)=a2[f(b)-f(a)]-(b2-a2)f(a)=a2f(b)-b2f(a)
F(b)=b2[f(b)-f(a)]-(b2-a2)f(b)=a2f(b)-b2f(a)
因此F(a)=F(b)·F(x)在[a,b]上满足罗尔定理,可知至少存在一点ξ∈(a,b),使F'(ξ)=0,即
2ξ[f(b)-f(a)]-(b2-a2)f'(ξ)=0故
2ξ[f(b)-f(a)]=(b2-a2)f'(ξ)
证法2 设F(x)=f(x),G(x)=x2,则由题设可知F(x),G(x)在[a,b]上满足柯西中值定理,因此至少存在一点ξ∈(a,b),
即所给问题为考察函数的导数在区间内某点值的问题,通常可以考虑利用微分中值定理求解
如果将欲证的表达式变形为
F'(x)=2x[f(b)-f(a)]-(b2-a2)f'(x)可以考虑由此构造F(x),使之在[a,b]上满足罗尔定理
如果将欲证的表达式变形
可以考虑在[a,b]上利用柯西中值定理。