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微分中值定理推廣及其應(yīng)用畢業(yè)論文(留存版)

2024-08-02 22:55上一頁面

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【正文】 求原函數(shù)的方法又因所證結(jié)論不同而不同.(1)直接法這種方法的解題思路主要是根據(jù)題目所證結(jié)論中常數(shù)項(xiàng)的特點(diǎn)直接得到輔助函數(shù).例 函數(shù)在上連續(xù),在內(nèi)可導(dǎo),證明:在內(nèi)至少存在一點(diǎn),使得.分析:結(jié)論等號左側(cè)顯然是函數(shù)在區(qū)間兩端點(diǎn)函數(shù)值的差與區(qū)間長度之商,于是聯(lián)想到對函數(shù)使用拉格朗日中值定理.證明:令,顯然在上滿足拉格朗日中值定理?xiàng)l件.于是知:在內(nèi)至少存在一點(diǎn),使 得,而,即得結(jié)論 .(2) 積分法 這種方法的基本思想是利用不定積分尋求輔助函數(shù),具體做法如下:將結(jié)論中的換成,通過恒等變形將結(jié)論化成的形式,然后用觀察或直接積分(如果不易通過觀察得到)求得原函數(shù),積分常數(shù)取為0. 例 設(shè)函數(shù),在上連續(xù),在內(nèi)可導(dǎo),且,證明:至少存在一點(diǎn),使.分析:結(jié)論即要證明函數(shù)在內(nèi)有零點(diǎn),因結(jié)論中含有函數(shù)導(dǎo)數(shù),故考慮利用羅爾定理, ,顯然與的導(dǎo)數(shù)有相同的零點(diǎn),于是可取原函數(shù)為.證明:令,顯然在上連續(xù),在內(nèi)可導(dǎo),且,于是由羅爾定理知至少存在一點(diǎn),使,而,故,又,于是.當(dāng)所證明的結(jié)論中出現(xiàn)二階導(dǎo)數(shù)時(shí)通??煽紤]兩次使用中值定理證明. 泰勒公式法當(dāng)題設(shè)中出現(xiàn)高階導(dǎo)數(shù)(三階或三階以上的導(dǎo)數(shù))時(shí),通常可考慮使用泰勒公式證明中值點(diǎn)的存在性.例 設(shè)函數(shù)在閉區(qū)間上具有三階連續(xù)導(dǎo)數(shù),且,.試證:在開區(qū)間內(nèi)至少存在一點(diǎn),使.證明:由,得在處的二階泰勒公式為 (介于0與之間,).由題設(shè)知 , ,兩式相減,可得.又在區(qū)間連續(xù),從而在上也連續(xù),故在區(qū)間上有最大值和最小值.從而有,由介值定理知,至少存在一點(diǎn),使得. 兩個(gè)中值點(diǎn)的情形在證明兩個(gè)中值點(diǎn)存在性的命題時(shí),通??煽紤]使用兩次中值定理.例 函數(shù)在上連續(xù),在可導(dǎo),試證:存在,使得.分析:結(jié)論中兩點(diǎn)只要存在即可,不要求一定不同,然后尋求兩個(gè)結(jié)論之間的關(guān)系.證明:令,易知與在上連續(xù),在可導(dǎo),且.由柯西中值定理知,存在,使得即 ,.而由拉格朗日中值定理知,存在,使得 .由以上兩式得:存在,使 即 .微分中值定理應(yīng)用非常廣泛(在使用時(shí)應(yīng)特別注意驗(yàn)證定理的條件) ,以上只介紹了幾種常見的應(yīng)用. 通過對微分中值定理的研究,加深了對微分中值定理的理解,有助于更好掌握該定理的解題應(yīng)用.四小結(jié):微分中值定理是微分學(xué)的基本定理,而且它也是微分學(xué)的理論核心,有著廣泛的應(yīng)用。離別在即,我站在人生的又一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)上,
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