杜爭(zhēng)光
(隴南師范高等??茖W(xué)校 數(shù)學(xué)系,成縣742500)
在微分中值定理和積分中值定理中,“中間點(diǎn)”漸進(jìn)性的研究,引起了廣大數(shù)學(xué)工作者的廣泛興趣和積極研究,并取得了一些重要結(jié)果(見文獻(xiàn)[1]-[8]).
文獻(xiàn)[1]對(duì)微分中值定理和積分中值定理進(jìn)行了統(tǒng)一和推廣,本文討論統(tǒng)一后的微積分中值定理“中間點(diǎn)”的漸進(jìn)性,并對(duì)已有的“中間點(diǎn)”漸進(jìn)性結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一和推廣.
為敘述和討論方便,現(xiàn)將統(tǒng)一后的微積分中值定理及文中需要的一些中值定理引述如下:
引理1[1]若函數(shù)f(x)和g(x)在a的某一鄰域U(a)內(nèi)滿足條件:
(1)n階導(dǎo)數(shù)連續(xù);
(2)n+1階導(dǎo)數(shù)存在;
(3)?x∈U(a),g(n+1)(x)≠0.
則對(duì)?b∈U0(a),至少存在一點(diǎn)ξ在a與b之間,使得
(Cauchy中值定理)若函數(shù)f(x)和g(x)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù),在開區(qū)間(a,b)內(nèi)可導(dǎo),且?x∈(a,b),g′(x)≠0.則至少存在一點(diǎn)ξ∈(a,b),使得
(積分型Cauchy中值定理)若函數(shù)f(x)和g(x)滿足在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù),且 ?x∈ (a,b),g(x)≠0.則至少存在一點(diǎn)ξ∈ (a,b),使得(Lagrange中值定理)若函數(shù)f(x)滿足下列條件:
(1)在閉區(qū)間[a,b]連續(xù);
(2)在開區(qū)間(a,b)可導(dǎo).
(Taylor中值定理)若函數(shù)f(x)在a的某一鄰域U(a)內(nèi)存在n+1階導(dǎo)數(shù),則?x∈(a),在a與x之間至少存在一點(diǎn)ξ,使
(積分第一中值定理)若函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù),則至少存在一點(diǎn)ξ∈ [a,b],使得
(推廣的積分第一中值定理)若函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù),g(x)在閉區(qū)間[a,b]上可積,且不變 號(hào),則 至 少 存 在 一 點(diǎn) ξ ∈ [a,b],使 得
(積分第二中值定理)設(shè)函數(shù)g(x)在[a,b]可積,函數(shù)f(x)單調(diào),且f(x)≥0,則 ?η∈ [a,b],使得
即(2)式成立,同理可證(3)式成立.
,ξ是由(1)式所確定的“中間點(diǎn)”,則
基于以上的定理,就有以下的推論:
證明 在(11)式中,令β=0,m =1即得.
證明 在(11)中,令β=0,m =1即得.
證明 在(11)中,令m =1即得.
證明 在(11)式中,令β=0,m =1,α =n即得.
證明 在(11)式中,令β=0,α=p ,m=n即得.
證明 在(11)中,令m=1,β=0即得.
證明 在(11)中,令m=0,β=p+1,α=p+q+1即得.
推論8[8],[9]設(shè)函數(shù)f(t)在[a,x]可導(dǎo),單調(diào),且f(t)不是常數(shù),g(t)在[a,x]連續(xù)且不變號(hào),η是由積分第二中值定理(8)所確定的“中間點(diǎn)”,則
證明 在(11)中,令m=1,β=0,α=1即得(1),令m=n,β=0,α=1即得(2).
從以上的推論可以看出,(11)式不僅將微分中值定理和積分中值定理“中間點(diǎn)”的漸進(jìn)性進(jìn)行了很好的統(tǒng)一,而且將微分中值定理和積分中值定理“中間點(diǎn)”的漸進(jìn)性已有的結(jié)果進(jìn)行了推廣.
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[8] 杜爭(zhēng)光.積分第二中值定理“中間點(diǎn)”的分析性質(zhì)[J].大學(xué)數(shù)學(xué),2010,26(3):155-160.
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