均值定理证明
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均值定理证明
均值定理(也称中值定理或拉格朗日中值定理)是微积分中的一个重要定理,它是说:如果函数在闭区间[a,b]上连续且在开区间(a,b)内可微,则存在一个数c∈(a,b),使得函数在a和b处的导数的平均值等于函数在[c,a]和[c,b]内的导数,即:
f'(c) = (f(b)-f(a))/(b-a)
下面将给出该定理的证明。
证明:
首先,我们要构造一个辅助函数:
F(x) = f(x) - ((f(b)-f(a))/(b-a))*(x-a)
显然,F(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可微,且F(a)=F(b)=0。
由拉格朗日中值定理可知,存在一个数c∈(a,b),使得:
F'(c) = (F(b)-F(a))/(b-a) = 0
又因为F'(x) = f'(x) - (f(b)-f(a))/(b-a),则有:
f'(c) - (f(b)-f(a))/(b-a) = 0
即:
f'(c) = (f(b)-f(a))/(b-a)
于是均值定理得证。
总结:
均值定理是微积分中一个十分基础和重要的定理,它的证明基于拉格
朗日中值定理,是比较简单和易懂的。
掌握均值定理不仅有助于更深
入地理解微积分的概念和方法,而且还能在一些实际问题中得到应用。