0)(=ξG ,即)()(ξξf a f =+.
2. 试问如下推论过程是否正确。对函数2
1sin
0()0
0t t f t t
t ⎧≠⎪=⎨⎪=⎩在[0,]x 上应用拉格朗日中值定理得:
21
sin 0
()(0)111sin ()2sin cos 00x f x f x x f x x x ξξξξ
--'====--- (0)x ξ<< 即:1
1
1
cos
2sin
sin
x x
ξξ
ξ
=- (0)x ξ<< 因0x ξ<<,故当0x →时,0ξ→,由0
1
lim 2sin
0ξξξ
+→= 0
1
lim sin 0x x x
+
→= 得:0
lim x +
→1
cos 0ξ
=,即0
1
lim cos
0ξξ
+→=
解:我们已经知道,0
1
lim cos
0ξξ
+→=不存在,故以上推理过程错误。
首先应注意:上面应用拉格朗日中值的ξ是个中值点,是由f 和区间[0,]x 的
端点而定的,具体地说,ξ与x 有关系,是依赖于x 的,当0x →时,ξ不 一定连续地趋于零,它可以跳跃地取某些值趋于零,从而使0
1
lim cos
0x ξ
+→=成
立,而0
1
lim cos
0ξξ
+→=中要求ξ是连续地趋于零。故由0
1
lim cos 0x ξ
+
→=推不出
1
lim cos
0ξξ
+→=
3.设)(x f 在][a,b 上可微,且()0()0()()f a ,f b ,f a f b A,+-''>>==试证明)(/x f 在
)(a,b 内至少有两个零点。
知识点:极限的保号性、介值定理、微分中值定理。
思路:要证明在某个区间)(a,b 内导函数至少存在两个零点,只要证该函数在][a,b 上有三个零点,即可以利用罗尔中值定理,得出结论。
证明:∵()()
()lim 0x a f x f a f a x a
++→-'=>-,由极限的保号性知,
)(1a,δ+∃ (不妨设21b-a δ<),对于)(1a,δx +∈∀ ,均有0)
()(>--a x a f x f ,
特别地,)(11a,δx +∈∃ ,使得
0)
()(11>--a
x a f x f ,∴得A a f x f =>)()(1;
同理,由()0f b ,-'>得)(22b,δx -∈∃ (22b-a
δ<),使得0)()(22>--b
x b f x f , 从而得A b f x f =<)()(2;
又∵)(x f 在][21,x x 上连续,∴由介值定理知,至少有一点)(21,x x ξ∈使得
A ξf =)(;
∵)(x f 在][a,ξ、][ξ,b 上连续,在)(a,ξ、)(ξ,b 内可导,且A b f ξf a f ===)()()(, ∴由罗尔中值定理知,至少有一点)(1a,ξξ∈、)(2ξ,b ξ∈,使得12()()0f ξf ξ''==,结论成立。
4.设函数)(x f y =在0=x 的某个邻域内具有n 阶导数,且
(1)(0)(0)(0)0n f f f ,-'==
==试用柯西中值定理证明:
)10()
()()(<<=θn!θx f x x f n n
。
知识点:柯西中值定理。
思路:对)(x f 、n x x g =)(在]0[,x 上连续使用n 次柯西中值定理便可得结论。 证明:∵)(x f 、n x x g =)(及其各阶导数在]0[,x 上连续,在)0(,x 上可导, 且在)0(,x 每一点处,(1)()!0n g x n x -=≠,又(1)(0)(0)(0)0n f f f ,-'====,
∴连续使用n 次柯西中值定理得,
(1)(1)11111(1)111()(0)
()()(0)
()()(0)(0)(0)
(0)
n n n n n n n n n f ξf f f ξf f x f x f x x g n n ξg n!ξg ξξ-------'''---=====
'--- )10()()(<<=θn!
θx f n ,从而结论成立。