鄭欣
高等數學中微分學中的幾個中值定理,包括羅爾中值定理,拉格朗日中值定理等,是導數應用的理論基礎。
本文主要討論證明結論中含有這一類型題的證明,此種類型題證明方法有:
(1)驗證為的最值或極值點,然后用費馬定理即可;
(2)驗證在上滿足羅爾中值定理,利用一次中值定理證明即可;
(3)利用泰勒公式或多次利用羅爾中值定理即可。
例 設在上有三階導數,且,又設,
試證:在內至少存在一點,使
證明一:由于得
所以
對在上用羅爾定理(由于)存在,使.
由于,對在上用羅爾定理存在,使得,由于,對在上用羅爾定理,存在.使得.
此種證明方法就是利用了多次羅爾中值定理。
證明二:由于在上有三階導數,且,對在處進行二階泰勒展開.
也就是 (在0與之間)
由于 將代入上式得
,
此種證明方法就是利用了多次羅爾中值定理泰勒公式。
例:設在上連續(xù),在上可導,且,又,
試證:在內至少存在一點,使。
證明:由題可知在上滿足羅爾定理,所以存在,使.
又由積分中值定理得其中,
于是在上滿足羅爾中值定理,所以存在使得:
,其中
由以上證明可得
再對在上使用羅爾定理,于是有,其中。
參考文獻
[1]同濟大學應用數學系,高等數學[M], 北京:高等教育出版社,2016
[2]華東師范大學數學系.數學分析[M], 北京:高等教育出版社,2012