罗尔定理教学设计
罗尔定理的几种类型及其应用
罗尔定理的几种类型及其应用1 引言最原始的罗尔定理是由法国数学家罗尔于 1691 年在题为 《任意次方程的一个解法的证明》 的论 文中给出的 （罗尔 1652 年 4 月 21 日生于昂贝尔特， 1719 年 11月 8 日卒于巴黎 ） ，主要内容是 : 在多项式方程 f x =0 的两个相邻的实根之间，方程 f x 0 至少有一个根．在一百多年后， 1846 年尤斯托（ Giusto Bellavitis ）将这一定理推广到可微函数，尤斯托还 把此定理命名为罗尔定理，这就是现在我们常用的罗尔定理 .2 微分中值定理2.1 罗尔定理1 （P若函数 f x 满足以下条件：（ 1）在闭区间 a,b 上连续；（ 2）在开区间 a,b 上可导；（ 3） fa fb . 则至少存在一个数 a,b ，使得 f 0.罗尔定理的几何意义是：在每一点都可导的一段连续曲线上，如果曲线的两端点高度相同，那 么曲线至少存在一条水平切线 . 罗尔定理是大学微分学中很重要的中值定理， 它演绎了拉格朗日中值 定理与柯西中值定理，这三个定理构成了微分学中值基本理论，在高等数学中占有十分重要的地 位．下面给出拉格朗日中值定理和柯西中值定理的内容和几何意义 .2.2 拉格朗日中值定理x 满足：（ 1） 在闭区间 a,b 连续；（ 2） 在开区间 a,b 上可导；则至少存在拉格朗日中值定理的几何意义是：在每一点都可导的的连续曲线上，如果两端点也连续，那么 至少存在一个点，该点的切线平行于两端点的连线 .2.3 柯西中值定理 1若函数 f x 和 g x 满足：（ 1）在闭区间 a,b 连续；（ 2）在开区间 a,b 上可导；（ 3） f x 和 g x 不同时为 0；（ 4） g a g b 则存在 a,b ；使得fa。
若函数个数 a,b ，使得 ff a f b ab柯西中值定理的几何意义与前两个定理的几何意义类似，只是要把f x 和g x 这两个函数写成以x 为参量的参量方程u g xv f x于是两函数联系在平面uOv 上一段连续曲线上了，若曲线的两端点也连续，则在曲线上至少存在一点，该点的切线与两端点的连线平行。
罗尔定理教学设计
（一）新课导入回顾以前学习的内容、对罗尔做下简单介绍，引入本节所要研究的课题。
（二）新课讲解1、教师给出罗尔定理的条件和结论。
教师写出C x f ∈)(],[b a ，D x f ∈)(),(b a 让学生说出这两种符号代表的含义，引导学生回顾以前学过的知识。
定理1（Rolle ）：设函数)(x f 满足条件：⑴ C x f ∈)(],[b a ；⑵ D x f ∈)(),(b a ；⑶ )()(b f a f =，则在),(b a 内至少存在一点ξ，使得0)(='ξf 。
2、通过罗尔定理的条件和结论，引导学生发现罗尔定理的几何意义。
教师画图，让学生思考交流得出罗尔定理的几何意义。
提问：⑴C x f ∈)(],[b a 在几何上表示什么？⑵D x f ∈)(),(b a 在几何上表示什么含义？⑶ )()(b f a f =表明曲线的什么几何意义？⑷ 罗尔定理的结论的直观意义是什么？即：在),(b a 内至少存在一点ξ，使0)(='ξf ，表明什么？3、教师指出定理要注意的要点及罗尔定理的作用，举出例题。
让 学生思考解决问题，教师补充。
※罗尔定理的三个条件必须同时满足定理才成立。
例1、函数,)(x x f =]1,0[∈x 满足罗尔定理吗？※ 罗尔定理可用于讨论方程的根。
例2、对于函数)1)(1()(-+=x x x f ，证明方程()0f x '=有一个实数 根。
※ 用罗尔定理怎样来求出点ξ。
例3、对于函数x x x f 2)(2-=，求出点ξ使得0)(='ξf 。
4、小结：本节课我们学习了罗尔定理。
重点是罗尔定理的条件、结论和几何意义，要求同学们务必掌握，并学会用罗尔定理解决问题。
5、作业：（1）阅读教科书，了解罗尔定理证明的推导过程。
（2）完成课后练习第一题。
罗尔定理的证明与应用案例
罗尔定理的证明与应用案例罗尔定理是微积分中的重要概念之一，它是由法国数学家米歇尔·罗尔于1691年提出的。
罗尔定理是微积分中的一个基本定理，它与导数和函数的零点有关。
在本文中，我们将会介绍罗尔定理的证明以及一些应用案例。
一、罗尔定理的证明罗尔定理是微积分中的一个重要定理，它为函数在闭区间上的导数与函数在该闭区间的边界上的函数值之间建立了关系。
下面是罗尔定理的数学表述：设函数f(x)在闭区间[a, b]上连续，在开区间(a, b)上可导，且满足f(a) = f(b)，则在开区间(a, b)上至少存在一点ξ，使得f'(ξ) = 0。
证明罗尔定理的关键是使用了导数的连续性和介值定理。
首先，由于f(x)在闭区间[a, b]上连续且在开区间(a, b)上可导，根据导数的连续性定理，f'(x)在闭区间[a, b]上也连续。
然后，我们考虑函数g(x) = f(x) - f(a)，它在闭区间[a, b]上连续，在开区间(a, b)上可导。
根据罗尔定理的条件，g(a) = g(b) = 0。
由于g(x)在闭区间[a, b]上连续且在开区间(a, b)上可导，根据介值定理，存在一个点ξ，使得g'(ξ) = 0。
而g'(ξ) = f'(ξ) - f'(a) = f'(ξ)，因此，我们得到了罗尔定理的结论：在开区间(a, b)上至少存在一点ξ，使得f'(ξ) = 0。
二、罗尔定理的应用案例罗尔定理在实际问题中有着广泛的应用。
下面我们将介绍一些罗尔定理的应用案例。
1. 寻找函数的极值点根据罗尔定理，如果函数f(x)在闭区间[a, b]上连续，在开区间(a, b)上可导，并且满足f(a) = f(b)，则在开区间(a, b)上至少存在一点ξ，使得f'(ξ) = 0。
因此，我们可以利用罗尔定理来寻找函数的极值点。
通过求函数的导数，并找到导数为零的点，即可得到函数的极值点。
教案微分中值定理
微分中值定理教案章节一：引言与预备知识【教学目标】1. 理解微分中值定理的概念和意义。
2. 掌握基本函数的求导法则。
【教学内容】1. 介绍微分中值定理的背景和应用。
2. 复习基本函数的求导法则，包括幂函数、指数函数、对数函数和三角函数的求导。
【教学活动】1. 教师讲解微分中值定理的概念和意义，引导学生理解其重要性。
2. 学生自主学习基本函数的求导法则，并进行练习。
教案章节二：罗尔定理【教学目标】1. 理解罗尔定理的表述和证明。
2. 掌握罗尔定理在实际问题中的应用。
【教学内容】1. 介绍罗尔定理的表述和证明方法。
2. 通过例题讲解罗尔定理在实际问题中的应用。
【教学活动】1. 教师讲解罗尔定理的表述和证明，引导学生理解其原理。
2. 学生跟随例题学习罗尔定理的应用，并进行练习。
教案章节三：拉格朗日中值定理【教学目标】1. 理解拉格朗日中值定理的表述和证明。
2. 掌握拉格朗日中值定理在实际问题中的应用。
【教学内容】1. 介绍拉格朗日中值定理的表述和证明方法。
2. 通过例题讲解拉格朗日中值定理在实际问题中的应用。
【教学活动】1. 教师讲解拉格朗日中值定理的表述和证明，引导学生理解其原理。
2. 学生跟随例题学习拉格朗日中值定理的应用，并进行练习。
教案章节四：柯西中值定理【教学目标】1. 理解柯西中值定理的表述和证明。
2. 掌握柯西中值定理在实际问题中的应用。
【教学内容】1. 介绍柯西中值定理的表述和证明方法。
2. 通过例题讲解柯西中值定理在实际问题中的应用。
【教学活动】1. 教师讲解柯西中值定理的表述和证明，引导学生理解其原理。
2. 学生跟随例题学习柯西中值定理的应用，并进行练习。
教案章节五：微分中值定理的应用【教学目标】1. 理解微分中值定理在实际问题中的应用。
2. 掌握利用微分中值定理解决实际问题的方法。
【教学内容】1. 介绍微分中值定理在实际问题中的应用，如求函数的单调区间、极值和最值等。
2. 通过例题讲解如何利用微分中值定理解决实际问题。
教案微分中值定理
微分中值定理教案章节一：预备知识1.1 函数的极限教学目标：理解函数极限的概念，掌握极限的计算方法。
教学内容：引入函数极限的概念，探讨极限的性质和计算方法，如夹逼定理、单调有界定理等。
教学方法：通过具体例子和问题引导学生理解极限的概念，利用图形和数学分析软件演示极限过程，让学生体会极限的意义。
1.2 连续函数教学目标：理解连续函数的概念，掌握连续函数的性质和判断方法。
教学内容：介绍连续函数的定义，探讨连续函数的性质，如保号性、保界性等，学习连续函数的判断方法。
教学方法：通过具体例子和问题引导学生理解连续函数的概念，利用图形和数学分析软件演示连续函数的性质，让学生掌握判断连续函数的方法。
教案章节二：微分中值定理2.1 罗尔定理教学目标：理解罗尔定理的内容和意义，学会运用罗尔定理解决问题。
教学内容：介绍罗尔定理的定义，探讨罗尔定理的条件和结论，学习如何应用罗尔定理解决问题。
教学方法：通过具体例子和问题引导学生理解罗尔定理的内容，利用图形和数学分析软件演示罗尔定理的应用，让学生学会运用罗尔定理解决问题。
2.2 拉格朗日中值定理教学目标：理解拉格朗日中值定理的内容和意义，学会运用拉格朗日中值定理解决问题。
教学内容：介绍拉格朗日中值定理的定义，探讨拉格朗日中值定理的条件和结论，学习如何应用拉格朗日中值定理解决问题。
教学方法：通过具体例子和问题引导学生理解拉格朗日中值定理的内容，利用图形和数学分析软件演示拉格朗日中值定理的应用，让学生学会运用拉格朗日中值定理解决问题。
教案章节三：微分中值定理的应用3.1 导数的应用教学目标：理解导数的概念，掌握导数的计算方法。
教学内容：引入导数的概念，探讨导数的性质和计算方法，如求导法则、高阶导数等。
教学方法：通过具体例子和问题引导学生理解导数的概念，利用图形和数学分析软件演示导数过程，让学生体会导数的意义。
3.2 函数的单调性教学目标：理解函数单调性的概念，掌握函数单调性的判断方法。
高等数学教学设计——中值定理
4.1微分中值定理单元教学设计一、教案头二、教学设计4.2函数的极值和最值单元教学设计一、教案头二、教学设计案例应用 案例1 求1213123+++=x x x y 的极值案例2 讨论2-x e y =的极值案例3 有一块宽为2a 的长方形铁皮，将宽的两个边缘向上折起，做成一个开口水槽，其横截面积为矩形，高为x,问高x 取和值时水槽的流量最大？案例4 铁路线AB 距离为100公里，工厂C 距A 为20公里，AC 垂直于AB ，今要在AB 上选定一个点D 向工厂修筑一条公路，已知铁路与公路每公里货运费之比是3:5，问D 点选在何处才能使从B 到C 的运费最少？ 案例5 现在用一张铝合金材料加工一个日字型窗框，问它的长和宽分别为多少时，才能是窗户的面积最大，最大面积是多少？如下图4.3函数图像的描绘 单元教学设计一、教案头任务1 函数的凸凹性和拐点 任务2 函数的渐近线. 任务3 按步骤描绘函数图像案例1（注水曲线凸凹） 设水以常数0,/3>a s am 注入下图的容器中，请做出水上升的高度关于时间t 的函数)(t f y =，并阐明此函数的拐点和凸凹性。
案例2 描绘函数2-)1(42xx y +=的图像。
案例3（最值问题） 要用铁皮造一个容积为V 的圆柱形闭合油罐，问底半径r 和高h 等于多少时，能使所使用的铁皮最省？这时候的半径r 和高h 的比值是多少？案例4（最值问题） 要建造一个上面是半球形，下面是圆柱形的粮仓，其容积是V ，问当圆柱体的高h 和底半径r 为何值时，粮仓所使用的建筑材料最省？二、教学设计渐近线（1）斜渐近线 若)(x f 满足：k xx f x =∞→)(lim，且b kx]-[f(x)lim =∞→x则曲线)(x f y =有渐近线b kx y += 如下图：例 求曲线3-223x x x y +=的斜渐近线例 求曲线22-123xx y +=的斜渐近线 （2）垂直渐近线如果C x →(或者+→C x 或者-C x →)时，∞→)(x f 。
罗尔定理.
y f (a) y f (x) f 0 b
xy
f (b)
两端点的函数值不相等
f (a)
y
y f (x)
f (a)
f (b)
0a b
x
区间内有不连续的点
0a
x0 b
x
图3-2
例1 设函数f (x) = (x +1) (x1) (x2) (x3)， 证明方程f (x)=0有三个实根，并指出它们所在的区间。 证：显然, f (x)分别在闭区间[1, 1], [1, 2], [2, 3]上连续，
第1节 微分中值定理
一、罗尔定理 二、拉格朗日中值定理 三、柯西定理
一、罗尔定理
若函数 f (x)满足下列条件： （i）在闭区间[a, b]上连续； （ii）在开区间(a, b)内可导； （iii）f (a)= f (b).
则至少存在一点 (a, b) 使 f ( ) 0
罗尔定理的几何意义:
C
如果连续曲线除端点 y
外处处都具有不垂直ox 轴
的切线，且两端点处的纵
A
y f (x) B
坐标相等，那么其上至少
x
O
有一条平等于ox 轴的切线.
a
b
图3-1
值得注意的是，该定理要求函数y=f(x)应同时满
足三个条件.若定理的三个条件不完全满足的话，则
定理的结论可能成立，也可能不立.(如图3-2)
在（1,2）内可导 且 x (1,2)时，F(x) 0.
又f (1) 1, f (2) 8, F(1) 2, F(2) 5, f (x) 3x2, F(x) 2x
设 f (2) f (1) 3 2 ,解得＝14 （1,2）
罗尔定理的条件和结论精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版罗尔定理的条件和结论罗尔定理是三角形的数学定理，它可以说明三条内角的和等于180度。
它是17月由埃里克罗尔发现的，它被认为是很难被发现的，并且在三角形中被广泛使用。
罗尔定理有许多应用，如几何、工程学、统计学、计算机图形和电子计算机等，它也被用来证明更多的数学定理。
罗尔定理的基本条件是：任何三条内角和等于180度，并且三条内角都必须小于180度。
罗尔定理的第一部分是任何三角形的三条内角和（也就是角平分线）等于180度，而第二部分是任何三角形的三条内角均小于180度，这表明任何三角形的边长都必须小于等于它的周长。
这个定理在三角形学中发挥了重要作用，它为几何形状设定了基本条件，它还可以用来解决各种复杂的几何问题。
它最重要的优势或功效是可以用一种简单而有效的方法来解决很多复杂的几何问题。
此外，它还可以识别几何图形的结构，如三角形的形状，内角的大小等。
因此，罗尔定理是能够解决复杂几何问题的有效方法。
它不仅能够对三角形的构成进行描述，而且还能够解决多边形的构成。
罗尔定理在电子计算机、统计学、工程学和数学几何中也被广泛应用，它还可以被用来证明一些数学定理，如四边形的和等于360度、六边形的和等于720度等。
由于罗尔定理的广泛应用，它仍然被认为是很重要的定理，它的研究或应用也使得许多几何图案的实际应用更加容易。
罗尔定理可以说是理论几何学中最重要的定理，它可以用于解决许多复杂问题，并且也可以用来证明许多数学定理。
综上所述，罗尔定理是一个重要的定理，它可以用来解决许多复杂几何问题，它也可以用来证明许多数学定理，如四边形、六边形的和等于360度和720度等。
罗尔定理的条件是任何三条内角和等于180度，并且三条内角都必须小于180度，这个定理的研究和应用可以使许多几何图案的实际应用更加容易。
罗尔定理内容及证明
罗尔定理内容及证明罗尔定理（LawofCosines）是一种用来求解三角形各边长与其内角的公式，它由英国数学家西蒙罗尔在十六世纪发现并命名，是三角几何中常用的定理之一。
该定理允许求解三角形任意两边及其夹角之间的关系，把空间平面上的三角形投影到一个直角坐标系上，可以得到下面以原点为起点，另外两点分别为（x1，y1），（x2，y2）的三角形：该三角形的两边长分别为：a =sqrt( (x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 )b=sqrt( (x_3 - x_2)^2 + (y_3 - y_2)^2 )c=sqrt( (x_3 - x_1)^2 + (y_3 - y_1)^2 )而三角形的夹角A，B，C分别为：A = tan^(-1) ( (y_2 - y_1) / (x_2 - x_1) )B= tan^(-1) ( (y_3 - y_2) / (x_3 - x_2) )C= tan^(-1) ( (y_3 - y_1) / (x_3 - x_1) )罗尔定理可以表述为：c^2 = a^2 + b^2 - 2abcosC即三角形的两边c的平方为两边a，b的平方，再加上连接这两边的夹角的余弦值的乘积的两倍的总和。
以上是罗尔定理的内容，接下来是罗尔定理的证明。
证明：因为三角形的两边a，b和夹角C已知，要证明三角形的另一边长c的平方为a，b的平方加上夹角C的余弦值的两倍的乘积。
1、首先绘制三角形ABC，将其延伸出一条长度为a+b的直线d垂直于AC，将此线分割三角形ABC，可以得到两个新的三角形：ABD 和DBC。
2、因为ABD和DBC是两个等腰三角形，所以夹角D也是相等的。
3、接下来，用勾股定理求出三角形ABC的两边a，b的值：a^2 = (a + b)^2 - 2abcosDb^2 = (a + b)^2 - 2abcosD因此，a^2 + b^2 = 2 (a + b)^2 -2abcosD = 2(a + b)^2 -2ab (cosC + cosA)4、又因为三角形ABC的夹角A和B的余弦值可以用余弦定理表示为：cosA = (b^2 + c^2 - a^2)/(2bc)cosB = (a^2 + c^2 - b^2)/(2ac)5、以上两式可以合并为：cosA + cosB = (b^2 + c^2 - a^2 + a^2 + c^2 - b^2)/(2ac + 2bc)= (b^2 + a^2 + c^2 - b^2 + c^2 - a^2)/(2ac + 2bc)= (c^2 - a^2)/(2ac + 2bc)= (c + a)(c - a)/(2ac + 2bc)6、由上式可以得到：2ab (cosA + cosB) = (c + a)(c - a)7、将上式带入a^2 + b^2 = 2 (a + b)^2 -2abcosD公式，得到： a^2 + b^2 = 2 (a + b)^2 - (c + a)(c - a)8、以上式可以得到：c^2 = a^2 + b^2 - (c + a)(c - a)9、将上式进一步化简，可以得到：c^2 = a^2 + b^2 - 2abcosC10、以上就是罗尔定理的证明，Q.E.D.以上就是罗尔定理的内容及证明。
高等数学第10课微分中值定理18
f a
(a)
(x
a)
，
4
10 微分中值定理 第
课
因为 f (x) 在 [a ，b] 上连续，在 (a ，b) 内可导，所以 F(x) 在 [a ，b] 上连续，在 (a ，b) 内可导，并且
F(a)
f
(a)
f
(a)
f
(b) b
f a
(a)
(a
a)
f
(a)
f
(a) 0
F(b)
f
(b)
f
(a)
f
(b) b
f a
(a)(ba) Nhomakorabeaf (b) [ f (a)
f (b)
f (a)] 0
所以 F(a) F(b) ，由罗尔中值定理知至少存在一点
(a ，b) ，使得 F( ) 0 ．而
F (x)
f
(
x)
f
(a)
f
(b) b
f a
(a)
(x
a)
f (x)
f (b) f (a) ba
课 微分中值定理
f (x) f (x0 ) 0 ． x x0
由 f (x) 在 x0 处可导及函数极限的保号性得
f (x0 )
f(x0
)
lim
x x0
f (x) f (x0 ) x x0
0，
f (x0 )
f(x0
)
lim
x x0
f (x) f (x0 ) x x0
0，
所以 f (x0 ) 0 ．
又 因 为 f (x) 2x 4 2(x 2) ， 由 f (x) 0 得 x 2 ， 2(1，3) ，所以 2 ．
罗尔定理内容及证明精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版罗尔定理内容及证明“罗尔定理”又称二次多项式定理，它是一个重要的数学定理，由19世纪英国数学家约翰罗尔发现并证明。
它可以用来研究与解决多项式方程，得出关于多项式的高等解决方法。
《罗尔定理》的原理是：若多项式$x^n+a_{n-1}x^{n-1}+a_{n-2}x^{n-2}+dots+a_1x+a_0=0$在$x=c$（其中$c$为一个复根）上有解，那么，多项式的$n$个不同的根分别为$c, cq, cq^2, dots, cq^{n-1}$，其中$q=dfrac{-a_{n-1}-sqrt{D}}{a_n}$；$D$为多项式$ax^2+bx+c=0$（$a,b,c$为未知数）的判别式 $D=b^2-4ac$。
罗尔定理的证明原理如下：（1）先证明当$x=c$时，多项式有解。
由于$c$是多项式的根，多项式的每一项都能够满足$c^n+a_{n-1}c^{n-1}+a_{n-2}c^{n-2}+dots+a_1c+a_0=0$，因此多项式$x^n+a_{n-1}x^{n-1}+a_{n-2}x^{n-2}+dots+a_1x+a_0$在$x=c$的情况下有解。
（2）然后证明存在$q$（即$q=dfrac{-a_{n-1}-sqrt{D}}{a_n}$）使得$cq$也是多项式的根。
由于$c$是多项式的根，那么$cq$也是多项式的根，且可以满足$c^n+a_{n-1}c^{n-1}+a_{n-2}c^{n-2}+dots+a_1c+a_0=0$，因此存在$q$，使得$cq$也是多项式的根。
（3）最后令$x=cq^2,cq^3,dots,cq^{n-1}$，设$x_1,x_2,dots,x_{n-1}$均为多项式的根，则有$x_1+x_2+dots+x_{n-1}=-a_{n-1}$，$x_1x_2+x_2x_3+dots+x_{n-1}x_1=-a_{n-2}$，$dots$，$x_1x_2dots x_{n-1}=-a_0$，这样就证明了$x_1,x_2,dots,x_{n-1}$就是多项式的$n$个不同的根，即$c, cq, cq^2, dots, cq^{n-1}$。
罗尔定理在函数零点问题中的应用(可编辑)
罗尔定理在函数零点问题中的应用（可编辑）罗尔定理在函数零点问题中的应用本科毕业论文题目罗尔定理在函数零点问题中的应用系别数学与信息科学学院专业数学与应用数学指导教师评阅教师班级级2班姓名学号年 5 月 10 日目录摘要…………………………………………………………………………………………………? Abstract……………………………………………………………………………………?引言……………………………………………………………………………………… (1)1概念及定理 (1)2罗尔定理在函数零点问题中的应用 (3)2.1 罗尔定理在函数零点存在性问题中的应用 (3)2.2 罗尔定理在函数零点个数问题中的应用 (4)2.3 罗尔定理在函数零点唯一性证明中的应用 (5)2.4 罗尔定理与几个特殊多项式函数的零点分布问题..........................................52.4.1 Laguerre多项式 (5)2.4.2 Hermite多项式....................................................................................6 2.4.3勒让德多项式 (8)2.5 多变元情形下的罗尔定理及其在几何学上的应用 (9)结束语……………………………………………………………………………………… (10)参考文献……………………………………………………………………………………… (11)致谢……………………………………………………………………………………… (12)摘要:在介绍了罗尔定理的基础上,通过综合应用类比法、分析法、演绎推理法将罗尔定理在一元实函数中进行了推广,得到了在“任意区间”上罗尔定理的结论成立,同时得到了在“函数在区间内除有限个点处存在正(或负)无穷的导数外,其他点均有有限导数”的情形下罗尔定理的结论仍然成立.将罗尔定理在复变函数(解析函数)中进行了推广,得到了向量值函数中的一个重要结论.结合典型例题,分析、讨论并证明了罗尔定理及推广后的罗尔定理在函数零点问题中的实际应用,同时证明了在几何学上的具体应用,用广义罗尔定理证明了三个特殊多项式,说明了罗尔定理不仅具有重要的理论意义,而且还有很好的应用价值.关键词:函数;函数零点;罗尔定理;应用Abstract: On the basis of the Rolle theorem, through analogy,combined application, analysis and deductive reasoning method, the promotion of Rolle theorem in the real function of one dollar. Thentheconclusion of Rolle Theorem set up in the “free range”. At thesame time,on the condition of “function in the range of a finite number of points in addition to positive or negative derivative of the infinite,the other points are limited derivative”, Rolle theorem remain valid. Rolle theorem promote in the complex function analytic functions.Vector-valued functions has been an important conclusion. Combined witha typical example, and analysis, discussion and proof of Rolle theoremand the promoted Rolle are application practically in the function against. At the same time, the specific application in the geometry isproved. Using the generalized Rolle theorem prove three special polynomial. Rolle theorem shows not only an important theoretical significance, but also very good practical value Key words: function; function against; rolle theorem; application引言对函数零点问题的研究一直是微积分理论研究中的一个重要课题,解决这一问题常用的工具是微积分中的零点定理、费马定理、罗尔定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理等,对于不同的理论和方法有不同的使用范围和各自的优缺点.罗尔定理是基于费马定理且能导出拉格朗日中值定理和柯西中值定理的一个著名定理,因此对罗尔定理的研究一直以来都是微积分理论研究中一个比较活跃的方向.根据罗尔定理,若函数在闭区间上连续、开区间内可导,则在端点和的取值就决定了内某点的微分性质,尽管的取值一般情况下不易求出,但它并不影响罗尔定理的应用.由于它的这个优越性质,将它应用于函数零点问题中就具有明显的优越性.因此,长期以来人们都想削弱罗尔定理的三个限制条件,以便将它用于更加广泛的领域.至今,人们在文献[1]-[5]中将其在一元实函数中进行了推广,将“有限区间”推广到了“任意区间、任意端值”上,并且将“处处可导”推广到了“在区间内除有限个点处存在正(或负)无穷的导数外,均有有限导数”,削弱了严格的限制,同时讨论了一些函数的零点问题.在罗尔定理的应用中,构造辅助函数十分重要.2003年,文献[6]利用找原函数的思想,通过不定积分的过程来寻求辅助函数,得到了应用罗尔定理构造辅助函数的一种方法.但罗尔定理只能用于一元实函数,能否将它推广到多元函数中呢?1995年Furi与Martelli经过研究将其推广到了向量值函数中,并将其应用到了几何学上.这样罗尔定理不仅可以用于实函数,也可以用于复变函数的零点问题中.本文根据大量的文献整理与综合,首先给出了罗尔定理及其推广形式,进而应用这些结论分析讨论了其在实函数和复变函数零点问题中的具体应用.1 概念及定理1.1 函数零点的定义如果存在实数,使得,则称为函数的零点. 函数的零点又称为方程的实根.讨论函数零点的存在性,确定函数零点的个数,证明函数零点的唯一性的问题,统称为函数的零点问题.1.2 罗尔定理[7]若函数满足如下条件:1 在闭区间上连续;2在开区间内可导;3,则在内至少存在一点,使得.罗尔定理的几何意义是说:在每一点都可导的一段连续曲线上,如果曲线的两端点高度相等,则至少存在一条水平切线.1.3 推广的罗尔定理推广1:若函数在有限区间或无限区间内满足:1可导;2 .则在内至少存在一点,使得.推广2:若函数满足:1在上连续;2在内除有限个点处存在正无穷或负无穷的导数外,均有有限导数;3.则在中至少存在一点,使得.推广3(广义罗尔定理):设函数在有限或无穷的区间中的任意一点处有有限的导数,且,则在中至少存在一点,使得.推广4向量值函数中的推广:设, (1)上连续; (2)内可微; (3)存在非零向量,使得对任意的成立; (4)存在非零向量,使得对任意的,恒为常数; (5)存在非零向量,使得对任意的,不变号.若除满足(1)(2)两个条件外,还满足(3)(4)(5)中的任意一个,则至少存在一点,使得(注意到为矩阵),即与向量组正交.罗尔定理仅仅适用于连续的一元实函数,推广1、2和3是对它在实函数中的进一步推广,这样可以让罗尔定理摆脱太严格的限制,同时推广的罗尔定理就可以在任意区间、任意端值上使用了,从而使其在实函数中的应用更加广阔.但是罗尔定理的最大缺陷就是只能用于一元连续实函数,因此推广4将其从本质上推广到了向量值函数中,从而能将罗尔定理从代数学中推广到几何学中,与日常的生产生活联系更加紧密.2 罗尔定理在函数零点问题中的应用零点问题就是指零点的存在性、唯一性以及个数的问题,这一问题的解决可以采用高等数学中的零点定理、费马定理、拉格朗日中值定理等微积分方法,不同的方法在不同的环境中有各自的优越性.罗尔定理在函数零点问题中的应用十分广泛,无论是零点的存在性、唯一性还是个数问题,应用罗尔定理都能得到很好的解决.2.1 罗尔定理在函数零点存在性问题中的应用在数学学科中,函数零点的存在性问题始终都是人们研究的热点课题.虽然这一问题的解决可以用零点定理,但在难以认定正负值点的时候,就需要换一种方法,其中罗尔定理就是一种很好的方法.用罗尔定理讨论函数零点问题时可以采用以下方法.对函数的原函数使用罗尔定理:若在闭区间上,并且,则在上至少存在一点,使得. 例1 设函数是定义在闭区间上的连续函数,且,证明存在,使得. 分析:如果用零点定理,则令,但的值是正还是负,难以确定,因此考虑改用罗尔定理.证明:令,则.那么 (因为),所以.又因为,所以由罗尔定理可知,存在,使得. 针对难以确定正负值点的函数零点存在性问题,采用罗尔定理能方便而又快速的给我们提供解决方法,因为它并不要求求出区间内的端点值或者说判断端点值的正负,而只需要知道它是否连续、可微就可以了.针对这一类问题,通常采用的方法就是对函数的原函数使用罗尔定理.但由于罗尔定理的限制太严格了,它要求三个限制条件必须同时满足,只要有一个条件不满足,罗尔定理就不一定成立,这就大大的限制了罗尔定理的使用范围,因此在难以确定函数是否连续、可微时直接使用罗尔定理反而会增加解题的难度,加大计算量.2.2 罗尔定理在函数零点个数问题中的应用在数学学习和生产生活中,零点的个数问题始终是一个重要的问题.讨论一个函数到底有几个零点,通常可以采用先确定至多有几个零点,再确定至少有几个零点,从而得出零点的个数,在这过程中罗尔定理就显示出了它的优越性.例2 讨论方程的零点个数. 解:设函数,显然在定义域内是连续函数.分别令得所以在区间各至少有一个零点,即方程至少有三个实根.令,这个函数在区间上连续且单调递增,,所以在有唯一的零点,所以由罗尔定理可知在至多有两个零点.同理可知在至多有三个零点.综上所述,方程在恰好有三个零点.将方程转化为函数,再利用微积分的方法解决问题,这是一种重要的思想,即化归的思想,是一种常用的解题策略.2.3 罗尔定理在函数零点唯一性证明中的应用在函数零点问题中,讨论某个函数的零点是否唯一,是一种常见的题型,并且在实际生活中也具有重要的意义.罗尔定理为这类题型提供了一个有力的工具.例3 已知在上二阶可微,,,,则在内只有一个实根.证明:首先证明存在性.过定点做曲线的切线:,则切线与轴的交点,由(向上凸的),显然有.下面采用反证法证明唯一性.若存在使得,则由罗尔定理可知,存在使得.这与是矛盾的.所以只有一点,使得.唯一性的证明通常都比较困难,一般从正面入手很难解决问题,然而从反面思考,往往有“柳暗花明又一村”的感觉.在零点唯一性的证明中,罗尔定理能较好地发挥它独特的性质.2.4 罗尔定理与几个特殊多项式函数的零点分布问题在研究有关多项式的问题时,多项式的零点分布是经常遇到并且非常重要的问题之一.在解决的方法中,罗尔定理是一个很好的工具,但是罗尔定理的要求非常严格,三个条件必须同时满足,定理才成立.因此我们利用推广的罗尔定理解决这个问题.以下就是用罗尔定理解决三种特殊多项式的例子.2.4.1 Laguerre多项式在区间上带权函数的正交多项式序列中的多项式称为Laguerre多项式,其表达式为.例4 证明多项式所有的根都是正根. 证明:因为, ,依此类推可知是次多项式.可见,至多只有个实根.设函数,则.由广义罗尔定理知,存在,使得.现设至少有个零点,且.分析的结构易知,是一个与一个次多项式的乘积,即 ,其中是一个多项式.则,由广义罗尔定理知,存在,使得.根据数学归纳法,至少有个正根.又由于恒不为零,所以至少有个正根.由前面可知最多只能有个实根,所以只有个实根,且都是正实根.2.4.2 Hermite多项式在实际生活中,函数在某区间上存在,但函数往往很复杂,甚至没有明显的解析表达式,因此常用插值法去构造一个既能反映函数特征又便于计算的较为简单的函数以替代函数.不同的实际问题,选用的插值函数也会不同.Hermite多项式就经常被选为插值函数.在区间上带权函数的正交多项式序列中的多项式称为Hermite多项式,其表达式为.例5 证明多项式所有的根都是实数. 证明:显然是一个次多项式. 设函数,则, ,可见有一个实数根,有两个相异的实数根. 现假设有个相异的实根,并记作.分析的结构可知.因为有个相异的实根,因此可令,即,其中为一个非零常数.又由于,根据罗尔定理得,存在使得,即在之间至少存在个相异实根.又由于,根据广义罗尔定理可知,必存在,使得.同理,,由广义罗尔定理知必存在,使得.综上所述,至少有个实根.所以由数学归纳法知至少有个相异的实根.从而至少有个相异的实根.但是是的一个次多项式,故恰有个根(实根或复根),即的所有根都是实根.2.4.3 勒让德多项式伴随勒让德多项式(Associated Legendre polynomials)有时被简称为勒让德多项式.数学上,勒让德函数指以下勒让德微分方程的解:为求解方便一般也写成如下斯图姆-刘维尔形式(Sturm-Liouville form): 上述方程及其解函数因法国数学家阿德里安-马里?勒让德而得名.勒让德方程是物理学和其他技术领域常常遇到的一类常微分方程.当试图在球坐标系中求解三维拉普拉斯方程(或相关的其他偏微分方程)时,问题便会归结为勒让德方程的求解. 例6 证明勒让德多项式的一切零点都是实数且含于区间中.证明:设,因为是次多项式,且恒不为0,所以是次多项式,由代数定理可知它至多只有个实零点.由于,由广义罗尔定理知,至少存在一点,使得.假设至少有个实零点.分析的结构可将写为以下结构 ,其中为次多项式. 因为,由罗尔定理可知存在,使得,即至少有个零点,并且全部在区间之间. 由数学归纳法可知至少有个实零点,且全部介于区间之间.由于恒不为0,所以至少有个实零点.而由前面知道是次多项式,它至多有个实零点.所以恰有个实零点,且全部介于区间之间.勒让德多项式的应用十分广泛,但如何证明它的零点是一个难点,以上例子就提供了一种很好的方法.2.5 多变元情形下的罗尔定理及其在几何学上的应用在微积分学中,关于多变元映像(从多元函数到向量值函数)的极限(包括连续性)、微分、积分及其性质,一般都是考虑一元函数的性质能否平移或推广过来.但罗尔定理的不足之处就是对向量值函数不成立,因此1995年Marden[8],1992年Evard 与Jafari[9]在复变(解析函数)情形下揭示了罗尔定理的本质,1995年Furi 与Martelli[10]对向量值函数进行了推广:在闭域上连续,开域内可微的向量值函数,罗尔定理情形下的边界函数值确定了开域内某点的微分性质.这样该结果就可以应用于几何学.例7 设定义为,并满足下列条件:在上连续;在内可微;存在中的平面,对任意的..则存在.使得在曲面上处的切平面平行于平面.这里表示的值域,或者表示的曲面.证明:设,则表示平面的法向量.由条件3)可知,对任意的,都有与正交.由罗尔定理的推广4知,存在,使得与向量组正交.又因为,在上处的切平面向量式参数方程为.这里,为参数.所以,切平面的法线与平行,从而切平面平行于平面. 罗尔定理仅仅适用于一元函数,这样就在很大程度上限制了罗尔定理的应用范围.但它的良好本质却能启发我们将其推广到向量值函数中,从而就能解决一类几何问题,为数学问题的解决提供了更多的工具.结束语利用罗尔定理的理论和方法,可以较细致的研究函数零点问题.根据罗尔定理的意义,可以将其从限制条件上和本质上进行多方位的推广,从而扩大应用领域. 通过对罗尔定理的简单分析探究,掌握了该定理的结构形式,学习了运用类比的思维方法推广该定理的过程,分析讨论了罗尔定理的实际应用.首先将罗尔定理在一元函数中进行推广,削弱了罗尔定理的限制条件.紧接着利用罗尔定理的实质将其在向量值函数中进行了推广,得到“在闭域上连续、开域内可微的向量值函数,罗尔定理情形下的边界函数值确定了开域内某点的微分性质”,从而将结果应用于几何学.最后,应用罗尔定理及其推广形式举例说明了它们在证明函数零点存在性、函数零点个数、函数零点唯一性、三类特殊多项式函数的零点分布问题,并举例说明了多变元情形下的罗尔定理在几何学上的应用.至于如何应用罗尔定理构造辅助函数,以及解决函数零点问题的各种微积分方法(如费马定理、拉格中值定理等)的优缺点比较这两个问题未做讨论.参考文献[1] 孙兰敏.洛尔定理的2个推广形式[J].衡水学院学报,2005,71:1-2.[2] 汪军.广义罗尔定理及其应用实例[J].辽宁工程技术大学学报,2000,191:93.[3] 张志军.多变元情形下的洛尔定理及其应用[J].西北师范大学学报,1998,34(1):84?87.[4] 潘黎霞.对广义罗尔定理证明并在求函数的零点上的应用[J].甘肃科技,2005,217:115-116.[5] 周敦.微分中值定理的推广及其应用[J].钦州师专钦州教院学报.1994,81:54-56.[6] 王艳萍,余学军.应用罗尔定理时一种辅助函数构造法[J].南阳师范学院,2003,29:18-21.[7] 华东师范大学数学系.数学分析:上册[M].北京:高等教育出版,2005.[8] Marden M.The search for a Rolle's theorem in the complexdomains[J].Amer,Math.Monthly,1985,92:643-650.[9] Evard J C,Jafari F.A complex Rolle'stheorem[J].Amer,Math.Monthly,1992,99:856-861.[10] Furi M,Martelli M.A multidimensional version of Rolle'stheorem[J].Amer.Math.Monthly,1995,102:243-249.致谢时光荏苒,岁月如梭,转眼毕业将至.值此论文完成之际,我谨向所有关心、爱护、帮助过我的人表示最诚挚的感谢与最美好的祝愿. 通过毕业论文的写作,我真正体会到了科学的严谨性.任何一门科学,我们都必须以认真严谨的态度去对待它,不能以自己的主观臆断去评判真理,而应以真理去认识客观世界.在论文写作过程中,我熟悉了电脑的一些基本操作,学会了论文的排版格式.经过一、二、三稿的整理和修改,我明白了一个道理??踏踏实实做人,明明白白做事.在这四年里,无论成功还是失败,许多长辈和朋友都给了我一如既往的支持与鼓励.在这里我要首先感谢我的父母、我的亲人朋友们,他们给了我无微不至的关怀,陪我一起度过二十多年的酸甜苦辣,对他们的感激之情,不知该如何表达,千言万语,只能化成实际行动,让我用一生报答他们!其次我要感谢内江师范学院可敬的老师们,尤其是我的导师――吕晓亚,她用为人师表的高尚品格和渊博深厚的学术造诣,为我们树立了的崇高的榜样,开启了人类智慧的大门.最后,衷心感谢程冲、邓平等寝室朋友们在学习时给予我的关心和帮助!。
《数学分析(中)》课程标准
《数学分析（中）》课程标准1.课程说明《数学分析(中)》课程标准课程编码〔36733 〕承担单位〔师范学院〕制定〔〕制定日期〔2022年11月26日〕审核〔〕审核日期〔〕批准〔〕批准日期〔〕（1）课程性质：《数学分析(中)》是数学教育专业三年制专科生最重要的专业基础课之一，是数学教育专业的专业必修课，也是数学教育专业的专业核心课程。
（2）课程任务：本课程针对中小学数学教师开设，为深入理解中小学数学打下必要的基础，为从事中小学数学教师职业打下扎实的知识基础。
通过本课程的学习，能够使学生掌握数学分析的基本概念、基本理论和基本方法，为学习后继的所有专业课程奠定必要的数学基础。
（3）课程衔接：在课程设置上，本课程前置课程是《数学分析（上）》，后续课程有数学分析（下）。
2.学习目标课程的目标是通过系统的学习与严格的训练，全面掌握数学分析中一元函数微积分学及级数的基本概念、基本理论和基本方法；培养严格的逻辑思维能力与推理论证能力；具备熟练的运算能力与技巧；提高建立数学模型，并应用微分和积分这一工具解决实际应用问题的能力。
通过该课程的学习，使学生能够理解数学分析的概念、性质；理解并掌握一元函数的微积分及级数的概念和运算法则，并熟练运用法则进行相应计算，能够判断级数的敛散性。
3.课程设计本课程以课堂为载体，根据中小学数学教师工作任务要求，确定学习目标及学习任务内容；本课程采取讲解教学模式，以学生为主体、以闭卷笔试为导向组织教学考核。
表3-1教学内容与学时分配表表2课程总体设计4.教学设计表3学习情境设计5.课程考核（1）考核方式：考试成绩由平时考核和期末考试组成。
平时考核：听课出勤、平时作业、课堂练习、小测验、课堂提问题等，占30%；期末考试：卷面成绩占70%，试卷可包括填空题、选择题、判断题、计算题、证明题及证明题。
（2）考核标准：学生能够理解并掌握数学.符合中小学数学教师的知识理论基础要求和职业资格要求。
6.课程资源（1）硬件要求：多媒体课件（2）师资队伍：数学教育专业团队师资力量雄厚，现有教授2人，副教授9人，讲师5人，其中具有硕士以上学历4人。
第五讲 罗尔定理的应用
第五讲 罗尔定理的应用一、利用罗尔定理、费马定理、零点定理证明方程的根 例1 设01,,,n a a a "为，为满足1200231n a a aa n ++++=+"的实数，证明方程 20120n n a a x a x a x ++++="在(0,1)内至少有一个实根。
例2 设()f x 在[,]a b 上连续，(,)a b 内可导，0b a >>，证明方程222[()()]()()x f b f a b a f x ′−=−在(,)a b 内至少存在一个实根。
例3 设,,a b c 为实数，求证方程2x ax bx c e ++=至多有三个实根。
例 4 证明方程2210x x −−=有且仅有三个不同的实根。
二、利用罗尔定理证明含有“中值点”的等式例5 设()f x 在[,]a b 上连续，(,)a b 内可导，且()()0f a f b ==，证明：至少存在一点(,)a b ξ∈，使得()()0f f ξξ′+=例6 设()f x 在[,]a b 上连续，(,)a b 内可导，且()()0f a f b ==，证明：对任意的λ，至少存在一点(,)a b ξ∈，使得()()f f ξλξ′=例7设()f x 、()g x 在[,]a b 上连续，(,)a b 内可导，且()()0f a f b ==，证明：至少存在一点(,)a b ξ∈，使得()()()0f f g ξξξ′′+=例8设()f x 、()g x 在[,]a b 上连续，(,)a b 内可导，且()()0f a f b ==，()0g x ′≠，证明：至少存在一点(,)a b ξ∈，使得()()()()f g f g ξξξξ′′=例9设()f x 在[0,1]上连续，(0,1)内可导，且(0)0f =，而当(0,1)x ∈时，()0f x ≠，证明：对任意正整数n ，至少存在一点(0,1)ξ∈，使得()(1)()(1)nf f f f ξξξξ′′−=− 例10 设()f x 在[,]a b 上连续，(,)a b 内可导，且()()0f a f b ⋅>，()02a b f a f +⎛⎞⋅<⎜⎟⎝⎠，证明：对任意的λ，至少存在一点(,)a b ξ∈，使得()()f f ξλξ′=例11设()f x 在[0,1]上可导，(1)2(0)f f =，证明：存在(0,1)c ∈，使得(1)()()c f c f c ′+=例12 设()f x 在[0,1]上二阶可导，且(0)0f ′=，证明：存在一点(0,1)ξ∈，使得2()(1)()0f f ξξξ′′′−−=例13 设()f x 在[0,1]上连续，(0,1)内可导，且(1)0f =，证明：存在一点(0,1)ξ∈，使得1()1()f f ξξξ⎛⎞′=−⎜⎟⎝⎠例14设()f x 、()g x 在[,]a b 上连续，(,)a b 内可导，且()0g x ′≠，证明：至少存在一点(,)a b ξ∈，使得()()()()()()f a f fg g b g ξξξξ′−=′−注：类似的题目举不胜举。
拉格朗日中值定理教学设计课题
教学设计第六章微分中值定理及其应用§1 拉格朗日定理和函数的单调性题目：罗尔定理与拉格朗日定理一、教学目的：1.知识目标：分别掌握罗尔定理和拉格朗日定理及对应的几何意义，掌握三个推论。
2.能力目标：首先让同学们知道微分中值定理包括四大定理（罗尔定理、拉格朗日定理、柯西定理、泰勒定理），然后通过学习罗尔定理，类比学习理解拉格朗日定理，培养学生分析、抽象、概括和迁移的学习能力。
3.情感目标：在教学过程中，让学生发现数学知识的融会贯通，培养数形结合的思想，以及严密的思维方法，从而亲近数学，爱上数学。
二、教学重点与难点：1.重点：罗尔定理和拉格朗日定理，定理是基石，只有基石牢固，大厦才能建的高。
2.难点：罗尔定理和拉格朗日定理的应用与推广，以及这两个定理之间的区别与联系。
三、教学方法：教师启发讲授和学生探究学习的教学方法四、教学手段：板书与课件相结合五、教学基本流程：六、教学情境设计（1学时）：1、知识回顾费马定理：设函数)(x f 在0x 的某领域内有定义，且在0x 可导。
若0x 为f 的极值点，则必有0)(0='x f 。
它的几何意义在于：若函数)('x f 在=x 0x 可导，那么在该点的切线平行于x 轴。
2、引出定理，探究案例微分中值定理是微分学的重要组成部分，在导数的应用中起着桥梁作用，它包括四大定理，分别是罗尔定理、拉格朗日定理、柯西定理和泰勒定理，先学习拉格朗日定理的预备定理——罗尔定理。
定理6.1 (罗尔(Rolle )中值定理) 若函数f 满足如下条件：(i)f 在闭区间[]b a ,上连续； (ii)f 在开区间()b a ,内可导； (iii)()()b f a f =，则在()b a ,内至少存在一点ξ，使得()0='ξf . ()1罗尔定理的几何意义是说：在每一点都可导的一段连续曲线上，如果曲线的两端点高度相等，则至少存在一条水平切线(图6—1)．证 因为f 在[]b a ,上连续，所以有最大值与最小值，分别用M 与m 表示，现分两种情况来讨论：(1)若M m =，则，f 在[]b a ,上必为常数，从而结论显然成立．(2)若M m <，则因()()b f a f =，使得最大值M 与最小值m 至少有一个在()b a ,内某点ξ处取得，从而ξ是f 的极值点．由条件(ii)，f 在点ξ处可导，故由费马定理推知()0='ξf ．注 定理中的三个条件缺少任何一个，结论将不一定成立(图6—2)。
微积分II课程第4章 中值定理 导数的应用
第四章 中值定理与导数的应用§4.1中值定理教学目的：1理解罗尔定理与拉格朗日中值定理；2掌握定理的初步应用； 3了解柯西中值定理。
教学重点：罗尔定理和拉格朗日定理及初步应用。
教学难点：定理的初步应用。
教学方法：讲解法、启发式 教学时数：2学时 教学过程：在上一章，已经讨论了函数()f x 的导数，本章将讨论导数的应用，主要有以下三个方面， 1导数用于讨论未定式的极限，2研究函数的图象即曲线的某些性态， 3解决一些实际问题。
这些应用的理论基础是中值定理，它相当于导数与其应用之间的桥梁。
一、中值定理微分中值定理包括：罗尔定理、拉格朗日定理和柯西定理。
（一）罗尔定理 1 定理：若函数)(x f y =满足：（1）在闭区间[a,b]上连续；（2）在开区间（a,b ）内可导；（3）)()(b f a f =，即在两端点处的函数值相等；，则至少存在一点),(b a ∈ξ，使得0)('=ξf 。
2几何解释如图，如果连续光滑的曲线()y f x =在点A 、B 处的纵坐标相等，则在弧AB 上至少有一点(,())C f ξξ处的切线平等x 轴。
显然这些点在最高点或最低点(局部范围内)处取得, 由此启发了我们的证明思路. 3、定理的证明：函数()f x 在闭区间[],a b 上连续，所以在闭区间[],a b 上一定存在最大值M 和最小值m ． ①若m M =，则[](),f x Mx a b =∈，则在(,)a b 内恒有()0f x '=，那么(,)a b 内的每一点都可取作ξ，定理成立。
②若m M ≠，则必是m M <，因()()f a f b =，所以M 和m 中至少有一个不等于()f a ，不妨设()Mf a ≠，则在(,)a b 内至少有一点ξ，使得()f M ξ=.因()f Mξ=是最大值，所以无论x∆为正或负，总有：()()0(,)f x f x a b ξξξ+∆-≤+∆∈当0x ∆>时，有()()0f x f xξξ+∆-∆≤因()f ξ'存在及极限的保号性有：()()()lim 0f x f xx f ξξξ++∆-∆∆→'=≤同理，当0x ∆<时，有()()0f x f xξξ+∆-∆≥4 说明：注 1. 罗尔定理中的三个条件是充分条件, 缺一不可.否则结论不一定成立.( 即:若罗尔定理的三个条件中有一个不满足,其结论可能不成立.)（反例见教材p146图4-2）,如||)(x x f =在区间]1,1[-上除)0('f 外,满足罗尔定理的条件,但在区间]1,1[-上找不到一点能使0)('=x f .注2.罗尔定理中的三个条件是充分而不必要的,如 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤<≤≤=4543cos 430sin )(πππx x x x x f此函数在其定义域内罗尔定理中的三个条件均不满足,但是却存在2πξ=和πξ=, 使0)(')2('==ππf f注3.罗尔定理是定性的结果, 它只肯定了至少存在一个ξ,而不能肯定ξ的个数, 也没有指出实际计算ξ的值的方法. 但对某些简单情形, 可从方程中解出ξ.（如p145例1） 例1 不求导数，判断函数()(1)(2)(3)f x x x x =+--的导数等于零（()0f x '=）有几个实根，以及它所在范围。
罗尔定理PPT课件
2
罗尔定理几何意义：
若曲线弧在[a,b]上为连续弧段，在(a,b)内曲线 弧上每点都有不平行于y轴的切线，且曲线弧段在两
个端点处的纵坐标相同，那么曲线弧段上至少有一
点，过该点的切线必定平行于x轴.
3
例如f(x)=|x|在[－1,1]上连续，且f(－1)=f(1)=1, 但是|x|在(－1,1)内有不可导的点，本例不存在 (1,1), 使f '( ) 0 .
定理4.2 设函数f(x)满 足(1) 在闭区间[a,b]上连续；
(2) 在开区间(a,b)内可导； 则至少存在一点 (a,b)，使f ( ) f (b) f (a) .
ba 分析 与罗尔定理相比，拉格朗日中值定理中缺
少条件是f(a)=f(b).如果能由f(x)构造一个新函数 ( x),
使(x) 在[a,b]上满足罗尔定理条件，且由'( ) 0
可知f(x)在(a,b)内恒为某常数.
11
推论2 若在(a,b)内恒有f (x) g(x) ，则
有
f(x)=g(x)+C,
其中C为某常数.
事实上，由已知条件及导数运算性质可得
[ f (x) g(x)] f (x) g(x) 0.
由推论1可知f(x)－g(x)=C，即f(x)=g(x)+C.
能导出 f ( ) f (b) f (a) ，则问题可解决.
6
ba
拉格朗日中值定理的几何意义：
如果在[a,b]上的连续曲线，除端点外处处有不垂 直于x轴的切线，那么在曲线弧上至少有一点( , f ( )),
使曲线在该点处的切线平行于过曲线弧两端点的弦线.
罗尔定理 PPT课件
使曲线在该点处的切线平行于过曲线弧两端点的弦线.
弦线的方程为 y f (a) f (b) f (a) (x a) . ba
作辅助函数
(x) f (x) f (a) f (b) f (a) (x a)
ba
即可. ( x) 的几何意义为：曲线的纵坐标与曲线
f
(x0 )(x
x0 )
1 2!
f
(
x0
)(
x
x0 )2
1 n!
f
(n)
( x0
)( x
x0
)n
.
若用 Pn (x) 在点 x0 附近来逼近f(x)，有下列两个结论： (1)余项rn(x)=f (x)–Pn(x)是关于(x–x0)n的高阶无穷小，即
rn (x) o((x x0 )n ). (2)如果f(x)在(a,b)内有直至(n+1)阶导数，则rn(x)可以
事实上，对于(a,b)内的任意两点 x1, x2 ，由拉格朗 日中值定理可得
f (x2 ) f (x1) f ( )(x2 x1) 0,
位于x1， x2之间，故有f(x1)= f(x2).由x1， x2的任意性
可知f(x)在(a,b)内恒为某常数.
推论2 若在(a,b)内恒有 f (x) g(x) ，则有 f(x)=g(x)+C,
弧两端点连线对应的纵坐标之差.
证 令 (x) f (x) f (a) f (b) f (a) (x a).
ba
由于f(x)在[a,b]上连续，因此 (x) 在[a,b]上连续.
由于f(x)在(a,b)内可导，因此 (x) 在(a,b)内可导. 又由于 (a) 0 (b), 因此(x) 在[a,b]上满足罗尔定理条件，所以至少 存在一点 (a,b)，使 ( ) 0 ，即
1 罗尔定理
小结
罗尔定理： (1) 在[a,b] 上连续;
设 f (x)满足（ 2）在 (a,b)上可导;
（ 3）������ ������ = ������(������)
(a,b), f ( ) 0.
例 试讨论函数 f (x) x(1 x)在 [0,1]上是否 存在 使得 f ( ) 0成立.
例 试讨论函数 f (x) x(1 x)在 [0,1]上是否 存在 使得 f ( ) 0成立.
解 函数 f (x) x(1 x)在 [0,1] 上连续（ , 0,1）可导 且 f (0) f (1)满足罗尔定理的条件, 所以存在 (0,1)使得 f ( ) 0 成立.
从而有
f ( ) f (b) f (a)
ba
y
������(������)在 ������, ������ 连续
������(������)在 ������, ������ 可导
A
B
o
x
特殊地, 当 f (a) f (b) 时, f ( ) 0.
二、定理及其证明
罗尔定理 (1) 在[a,b] 上连续;
设 f ( x)满足（ 2）在 (a,b)上可导; (a,b), f ( ) 0.
（ 3）������ ������ = ������(������)
几何解释:
y
在曲线弧 AB上至少
������
有一点C 在该点处的
切线是水平的.
A
B
o
x
证明 f (x)在[a,b]连续, 则f (x)在[a,b] 上必有
Байду номын сангаас
f( )
lim
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《罗尔定理》教学设计
一、 教学目的
理解罗尔定理的推导，掌握罗尔定理，灵活运用罗尔定理.
二、 教学重难点
重点：罗尔定理及其应用
难点：罗尔定理的条件的讨论
三、 教学过程
（一） 复习回顾
1、闭区间上连续函数的性质
1f x a b ,f x a b 2f x a b f a f b 0f =0ξξ（）（最大值和最小值定理）设（）在［，］连续则（）在［，］上可以取到最大值和最小值。
（）（零点定理）设（）在［，］连续，且（）（）〈，
则至少存在一点使得（） 2、费马定理:若函数()x f 在(a,b)内一点x 0 取得最值,且()x f 在x 0 可导,则()0='x f .
（二）、新课讲授
1、罗尔定理：设函数()x f 满足：
（1） 闭区间[]b a ,上连续；
（2） 开区间()b a ,内可导；
（3） 端点函数值相等()()b f a f =,
则至少存在一个()b a ,∈ξ，使得()0='ξf .
注：(1)罗尔定理的几何意义：在满足条件时，曲线()x f y =上的点))(,(ξξf 处一
定有水平切线，即斜率()0='=ξf k ；
(2)罗尔定理研究的是导函数方程()0='x f 的根的存在性问题
;
(3)罗尔定理的条件是充分的
2、罗尔定理的条件的讨论
3、罗尔定理的简单应用
例4：证明方程0=1+52
x x 有且今有一个小于1的正实根。
4、小结:
A 、罗尔定理的三个条件
（1）()x f 在 [a ，b]上连续；
（2）()x f 在(a ，b)内可导；
（3）f （a ）=f(b),
B 、罗尔定理的结论: 至少存在一个()b a ,∈ξ，使得()0='ξf . 几何解释:曲线有水平切线.
C 、罗尔定理研究的是导函数方程()0='x f 的根的存在性问题;
D 、罗尔定理的条件是充分非必要条件.
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1,1[,)( 2-∈=x x x f 例)( ];1,0[,)( 3略例∈=x x x f ⎩⎨⎧=<≤= 1 010 )( 1时时例x x x x f。