中值定理的两个新证法

本文的证法都利用了下列定理 :达布中值定理　若函数 f (x)在区间 [a,b]内可导 ,并且设 f′(a)≠ f′(b) ,不妨设 f′(a)f (b) -f (a)b-a 或 f′(x) …     

构造函数法在抽象函数不等式中的应用

<正>这里主要介绍如何利用题中的题设条件,构造函数解决抽象函数不等式问题.1性质引路按图索骥例1设函数f′(x)是奇函数f(x)(x∈R)的导函数,f(-1)=0,当x>0时,xf′(x)-f(x)<0,求使得f(x)>0成立的x的取值范围.解析函数有着丰富的内涵,构造函数法解     

浅谈变量替换与辅助函数的引进问题

变量替换 (变换 )和辅助函数是数学中处理问题的得力杠杆 ,它们能把复杂的问题化为基本的简单问题 .例如对命题“设 f(x)在 [0 ,1 ]上可导且 f(1 ) =0 ,则必有 ξ∈ (0 ,1 )使 f′(ξ) =-f(ξ) / ξ”,只要引进辅助函数φ(x) =xf (x) ,在 [0 ,1 ]上用罗尔定理即可 .本文要谈的是 :对于一个命题 ,如何探寻线索和发现根据 ,以便自然地正确地引进二者 .举例如下 :例 1　试证 f (x) =(a-x) 6-3a(a-x) 5 52 a2 (a-x) 4 -12 a4 (x-a2 )在 (0 ,a)上无零点 .分析　根据一般多项式化为简单多项式的习惯 ,我们就有了初步线索 ,应作‘令 a-x=y’的替换…     

对一道微分问题的修正

文[1]习题3-1(P81)第3题(是非题)如下:设函数f(x),g(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且在[a,b]上f′(x)≤g′(x),则有f(b)-f(a)≤g(b)-g(a).与文[1]配套的[2](P105)给出的解答是:答不对.虽然由拉格朗日定理得f(b)-f(a)b-a=f′(ξ),ξ∈(a,b)(1)g(b)-g(a)b-a=g′(ξ),ξ∈(a,b)(2)且有f′(x)≤g(x).但f′(ξ)不一定小于等于g′(ξ),因为(1)(2)式中的ξ不一定是相同的.我们认为上述解答是错的,也就是说,原命题是成立的.下面给出证明.证明令F(x)=f(x)-g(x),由题意,F(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,再由拉格朗日定理得F(b)-F(a)b-a=F′(ξ),…     

微分方程在中值命题证明中的应用

在证明中值命题时,往往要构造辅助函数.特别要证明结论:至少存在一点ξ∈(a,b),使得f(n)(ξ)=k及其代数式时,文[1]介绍了一种“原函数”法.但当要证明的结论中的代数式比较复杂时,就不能很容易地求得原函数,这时,可以通过微分方程来解决.下面通过例子来说明如何利用微分方程构造所需要的辅助函数.例1　设f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导(ab>0),证明:至少存在ξ∈(a,b)使得f(ξ)-ξf′(ξ)=af(b)-bf(a)a-b　　证明思路:证明的关键是如何构造辅助函数,我们采用下面的方法.令上式中的中值ξ为x,得微分方程f(x)-xf′(x)=af(b)-bf(a…     

积分中值定理中ξ值的渐近性

本文给出当b→a时积分的第一中值定理integral from a to b f(x)dx=f(ξ)(b—a)的中值ξ的性态。即当f’(a)≠0时有而当f′(a)=f″(a)=…=f~(n-1)(a)=0,F~(n)(a)≠0时有积分第一中值定理推广形式integral from a to b f(x)g(x)dx=f(ξ) integral from a to b g(x)dx的中值ξ也具有类似的性态。     

关于积分中值定理的中间值

我们知道有下面的 Riemann积分中值定理(见 [1 ,P.1 0 6]) :如 f(x)在 [a,b]上连续 ,那么存在ξ∈ [a,b],使∫baf (x) dx =f(ξ) (b - a) (1 )1 982年 ,Jacobson[2 ]研究了中间点ξ的渐近性质 .他证明了定理 A　如 f(t)在 [a,x]上连续 ,在 a点可微且 f′(a)≠ 0 ,ξx 由 (1 )式所确定 ,那么limx→ aξx - ax - a=12 .1 997年 ,Zhang[3]推广了定理 A,他得到定理 B　设 f (t)在 [a,x]上连续 ,且在 a点 k次可微 ,满足 f( i) (a) =0 ,(i =1 ,2 ,...,k - 1 ) ,f( k) (a)≠ 0 .如ξx由 (1 )式所确定 ,那么 limx→ aξx - ax - a= 1k k 1 .本文…     

一类值得商榷的高等数学题

在近年来出版的一些高等数学复习指导书中 ,有一类应用中值定理证明的题目 .比如 ,[1 ]之 39页上的一道题 :设函数 f (x)在 [a,b]上连续 ,在 (a,b)内可导 ,且 0 相似文献   

关于函数在一点附近单调的条件问题

讨论函数f(x)的单调性是导数应用的重要部分,我们现有的微积分教材皆有如下定理: 定理1.设函数f(x)在区间(a,b)内可导,且f′(x)>0(或f′(x)<0),则f(x)在(a,b)内为增加函数(或减少函数)。利用拉格朗日中值定理来证明定理1是显然的,人人能懂,但是若问,f′(x_0)>0(或f′(x_0)<0)时,f(x)在点x_0处是否单调函数,人们理解就不一致了。为了回答这一问题,看下边定理: 定理2.设函数f(x)在区间(a,b)内一点x_0处可导,且f′(x_0)>0(或f′(x_0)<0),则f(x)在点x_0处为增加函数(或减少函数)。证明:因f(x)在点x_0处可导,即极限     

积分中值定理中间点比较及有关平均不等式

中值定理中间点是区间端点的平均.设f (x)、g(x)在同一区间[a,b]内严格单调并可积,p(x)、q(x)恒正可积,按积分中值定理各有唯一的中间点ξf ,p(a,b)和ξg,q(a,b) .当f递增(减)且f (g- 1)凸(凹)时,有ξg,p(a,b) <ξf,p(a,b) ;当p(x)q(x) 递增(减)且q(x) ∫bap(x) dx >( <) 0时,有ξf,q(a,b) <ξf ,p(a,b) .由此可证明和发现一系列有关平均的不等式.     

柯西中值定理的应用

柯西中值定理设函数土f(x)及g(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且在(a,b)内g′(x)≠0 ,则在(a,b)内至少有一点C使f(b)-f(a)/g(b)-g(a)=f′(c)/g′(c)     

利用Rolle定理证明时求原函数的若干方法

证明“ ζ∈ ( a,b)使 f (ζ) =0”是微分中值定理应用中的重要题型 ,常常可以用 Rolle定理来证明 ,即将问题转化为求 f( x)的原函数 F( x) ,对 F( x)利用 Rolle定理来证明 F′( x) (即 f( x) )在 ( a,b)内存在零点。所以 ,寻找原函数 F( x)是利用这一方法解决问题的关键。对于命题“ ζ∈ ( a,b)使f′( ζ) =0 (或 f″( ζ) =0 )”的证明也常常采用上面的方法。这一方法是学生普遍感到困难的地方 ,是教学的难点。本文针对这一问题进行了探讨 ,总结了原函数 F( x)的四种求法 ,并举例说明了在利用Rolle定理证明上述这类命题时的应用。　…     

时滞微分方程周期解的唯一性问题

考虑时滞微分方程x′(t)=-f(x(t-1)),其中f∈C(R,R)是一个奇函数且满足xf(x)0(x≠0).本文通过引进角速度函数以及应用移动直角三角形技巧,给出了上述方程至多有一个周期为4的Kaplan-Yorke型周期解的充分条件,首次改进了Nussbaum(1979)的唯一性结果.最后,本文还举例给出了定理的应用.     

关于函数的算术平均的两个性质

设函数 f ( t)在 [a,b]上连续 ,对任意 x,y∈ [a,b],x≠ y,定义Φ( x,y) =1x -y∫xyf ( t) dt则下面结果成立 :( 1 )若 f( t)是关于 t的单调不减函数 ,则 Φ( x,y)是关于 x和 y的单调不减函数 ;( 2 )若 f″( t)≥ 0 ,则 2 Φ x2 ≥ 0 , 2 Φ x y= 2 Φ y x≥ 0 , 2 Φ y2 ≥ 0　　证明　 ( 1 ) Φ x=( x -y) f ( x) -∫xyf ( t) dt( x -y) 2 =f ( x) -f (ξ)x -y ≥ 0 ,ξ∈ [x,y]或ξ∈ [y,x]由 x,y的对称性知 Φ y≥ 0 ,因此 Φ( x,y)是关于 x和 y的单调不减函数。( 2 )　 2Φ x2 =( x -y) 2 f′( x) -2 ( x -y) f ( x) +2 ∫xyf ( t) d…     

b→a时拉格朗日中值定理中ξ的变化趋势

<正> 微分学中拉格朗日中值定理为: 定理1 若函数f(x)满足:i)f(x)在[a,b]上连续,(ii)f(x)在(a,b)内可导,则在(a,b)内至少存在一点ξ使f(b)-f(a)=f′(ξ)(b-a)。     

导数在判断函数单调性上的应用

函数的单调性是函数的重要性质之一,有时对于一些函数的单调性我们不易做出判断时,可以使用导数进行判断:即设函数y=f(x) 在某个区间内可导,若f′(x)>0,则在这个区间上为增函数,如果f′(x)<0,则在这个区间上为减函数．但是应用时应注意在区间内 f′(x)>0是y=f(x)在此区间上为增函数的充分条件而不是必要条件．同时f′(x)<0也是在区间上为减函数的充分条件而不是必要条件．     

拉格朗日中值定理的一个证明

拉格朗日定理:设1) f(x)在区间[a,b]内有定义而且是连续的,2) 至少在开区间(a,b)内有有穷导数f′(x)存在。那么在a与b之间必能求得一点(?)(a相似文献   

利用导数法解决单调性问题应注意孤立点

在全日制普通高级中学教科书数学第三册(选修Ⅱ)中,利用导数判断函数的单调性的方法是:"一般地,设函数y=f(x)在某个区间内可导,如果f′(x)>0,则f(x)为增函数;如果f′(x)<0,则f(x)为减函数.如果在某个区间内恒有f′(x)=0,则f(x)为常数."在这里,判断函数y=f(x)的单调区间,并没有使用     

陕西省第六次大学生高等数学竞赛本科组初赛试题

一、填空题:(6×4′=24′)1·设[x]表示不超过x的最大整数,则limx→0sinx|x|-2[x]=1.2·d4dx42 x1-x2x=0=48.3·设函数f(x,y)可微,f(0,0)=0,fx(0,0)=m,fy(0,0)=n,φ(t)=f[t,f(t,t)],则φ′(0)=m mn n2.4·设ddx∫2xf(2t)dt=x(x>0),则∫f(x)dx=-61x3 c.5·设f(x)在区间[-π,π]上连续,且满足f(x-π)=-f(x),则f(x)的傅立叶系数a2n=0.6·设质点在变力F=(3x 4y)i (7x-y)j的作用下,沿椭圆ax2 y2=4的逆时针方向运动一周所作的功等于6π,则a=4.二、选择题(8×4′=32′)7·当x→0时,下列无穷小量中最高阶的无穷小量是(D)A·∫0x1n(1 t3/2)dt;B·ta…     

电子科技大学高等数学期末试题(附答案)

(2 0 0 2 .6 )一、填空题 ( 1 0分 ,每小题 2分 )1 . limx→ 0 ( 1 +3 x) 2sinx =　　 [e6 ]　　 .　　 2 .设 y =x +lnx,则 dxdy=　　 [xx +1 ]　　 .3 .设 f ( x)可导 ,y =f ( ex) ,则 y′=　　 [f′( ex) ex]　　 .4.∫1- 1x|x|dx =　　 [0 ]　　 .　　 5.∫π20 sin5xdx =　　 [c]　　 .二、选择题 ( 1 5分 ,每小题 3分 )1 .设 f ( x) =1 -2 e1x1 +e1x,则 x =0是 f ( x)的 ( B) .( A)可去间断点 ;( B)跳跃间断点 ;( C)无穷间断点 ;( D)振荡间断点 .2 .设 f ( x)在 x =a处可导 ,则 limx→ 0f ( a +h) -f ( a -h)h =( B) .( A) f′( a)…