问答题 已知函数f(x)在闭区间[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且f(0)=0,f(1)=1.试证明:
问答题 存在ξ∈(0,1),使得f(ξ)=1-ξ
【正确答案】证明 令g(x)=f(x)+x-1,则g(x)在[0,1]上连续,且 g(0)=-1<0,g(1)=1>0 根据连续函数的零点定理,可知存在ξ∈(0,1),使得 g(ξ)=f(ξ)+ξ-1=0,即f(ξ)=1-ξ
【答案解析】
问答题 存在两个不同的点η,ζ∈(0,1),使得f'(η)f'(ζ)-1.
【正确答案】证明 由于函数f(x)在闭区间[0,1]上连续,在(0,1)内可导,根据拉格朗日中值定理,存在η∈(0,ξ)[*](0,1),ζ∈(ξ,1)[*](0,1),使得 [*]
【答案解析】
问答题 设函数f(x)在区间[a,b]上连续,在(a,b)内可导.证明:在(a,b)内至少存在一点ξ,使
【正确答案】证明 作辅助函数F(x)=xf(x),则F(x)在区间[a,b]上连续,在(a,b)内可导,满足拉格朗日中值定理条件,从而至少存在一点ξ∈(a,b),使得 [*] 由于F'(x)=f(x)+xf'(x),可见 [*]
【答案解析】
问答题 设f(x)在闭区间[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且f(a)=f(b)=0.试证明:在(a,b)内,一定存在kf(x)+f'(x)的零点.
【正确答案】证明 设F(x)=ekxf(x),则F(x)在闭区间[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且
F(a)=ekaf(a)=0,F(b)=ekbef(b)=0
由罗尔定理知至少存在一点ξ∈(a,b),使得F'(ξ)=0,即
[kekxf(x)+ekxf'(x)]|x=ξ=0
[kf(x)+f'(x)]|x=ξ=0
也就是在(a,b)内,一定存在是kf(x)+f'(x)的零点.
【答案解析】
问答题 设f(x)在闭区间[0,1]上有二阶连续导数,且f'(0)=f'(1)=0.试证明:至少存在一点c∈(0,1),使cf"(c)+
【正确答案】证明 设[*],由于F(0)=0,[*],由题意,F(x)在闭区间[0,1]上连续且可导.由罗尔定理知至少存在一点c∈(0,1),使得 [*] 即 [*]
【答案解析】
问答题 设函数φ(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,证明在(a,b)内至少存在一点ξ,使
【正确答案】证明 取F(x)=(b-x)[φ(x)-φ(a)],F(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且F(a)=F(b),由罗尔定理知至少存在一点ξ∈(a,b)使F'(ξ)=0,即[*].
【答案解析】[解析] 要证(b-ξ)φ'(ξ)-[φ(ξ)-φ(a)]=0,即要证
{(b-x)[φ(x)-φ(a)]'+(b-x)'[φ(x)-φ(a)]}|x=ξ
={(b-x)[φ(x)-φ(a)]}'|x=ξ=0
可取F(x)=(b-x)[φ(x)-φ(a)],利用罗尔定理证明.
问答题=k,求
【正确答案】由拉格朗日中值定理知,f(x+a)-f(x)=f'(ξ)a,其中,ξ介于x,x+a之间,故当x→∞时,ξ→∞,因此 [*]
【答案解析】
问答题 试确定常数a,b,使f(x)=x-(a+bcosx)sinx为当x→0时是关于x的5阶无穷小.
【正确答案】利用麦克劳林公式,有 [*] 要使[*],必须使[*],即[*],此时 [*] 即[*]时,函数f(x)=x-(a+bcosx)sinx是x→0时关于x的5阶无穷小.
【答案解析】
问答题 用麦克劳林公式求极限
【正确答案】[*]
【答案解析】
问答题 设f(x)为连续函数,若对任意区间[a,b]都有
【正确答案】证明 设f(x0)≠0,x∈[a,b],不妨设f(x0)>0,由于f(x)为连续函数,可知必存在x0的小邻域(x0-δ,x0+δ),使这个小邻域内总有f(x0)>0,从而
[*]
这与已知矛盾,从而知f(x)≡0.
如果x0=a或x0=b,上述邻域可以取为[a,a+δ)或(b-δ,b)].
【答案解析】[解析] 证明函数为零,针对具体函数,采取的方法有利用导数为零、最大值等于最小值、泰勒公式等方法判定函数为常数且恒等于零.本题中f(x)为抽象函数,[a,b]为任意区间,可以考虑利用反正法.
问答题 设f(x)为区间[a,b]上单调减少的连续函数.证明:
【正确答案】证明 方法一将欲证的定积分不等式化为[*].
设[*],则
[*]
其中,a<ξ<x,可知F(x)在[a,b]上单调减少.
由于F(a)=0,当a≤x≤b时,总有F(x)≤F(a)=0.特别地令x=b.刚可得
[*]
方法二 将欲证的不等式转化为
[*]
考察
[*]
由于[*],f(x)为单调减少函数,可知f(ξ2)<f(ξ1),因此有
[*]
【答案解析】[解析] 证明定积分的不等式,常用方法有:①采用特殊转化为一般策略,把定积分转化为变上限(或变下限)的积分函数,利用微分学中证明函数不等式的方法证明;②利用定积分的性质证. 注意:本题利用了以下结论:若f(x),g(x)在[a,b]上连续,且g(x)>0.则必有 [*]