问答题 设f(x)在[a,a]上有一阶连续导数,证明:至少存在一点ξ∈[0,a],使得
【正确答案】
【答案解析】所给问题为f(x)的定积分与f"(ξ)之间的关系,可以考虑成其原函数 与F"(ξ)之间的关系,从而利用二阶泰勒公式来证明.
如果认定为考查f(x)与f"(ξ)之间的关系,也可以利用拉格朗日中值定理(一阶泰勒公式)来证明.
也可以利用积分中值定理 来证明.
思路一: 利用f(x)=f(0)+f"(ξ 1 )(x-0)=f(0)+f"(ξ 1 )x可得

因f"(x)在[0,a]上连续,由闭区间上连续函数的最大值、最小值定理可知,存在m和M,使m≤f"(x)≤M,于是在[0,a]上有mx≤xf"( 1 )≤Mx,故



由连续函数的介值定理知,至少存在一点ξ∈[0,a],使得



于是

思路二:

因为f"(x)连续,x-a≤0(x∈[0,a),故由积分中值定理知,至少存在一点ξ∈[0,a],使得

于是

思路三: 则F(x)可用麦克劳林公式表示为



今x=a,得