罗尔定理,简述罗尔定理的内容及证明?
发布时间:2024-05-20 14:01
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简述罗尔定理的内容及证明?
罗尔定理(Rolle's Theorem)是微分学中的一个基本定理,定理内容如下: 如果函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)上可导,且f(a) = f(b),那么至少存在一个点ξ∈(a,b),使得f'(ξ) = 0。 证明(以下简称ξ为罗尔定理的点): 1. 构造辅助函数F(x) = f(x) - ax,其中a > 0。由于f(x)在闭区间[a,b]上连续,所以F(x)在闭区间[a,b]上也连续。 2. 证明F(x)在开区间(a,b)上可导。由于f(x)在开区间(a,b)上可导,所以F(x)在开区间(a,b)上也可导,且F'(x) = f'(x) - a。 3. 由罗尔定理的条件,f(a) = f(b),所以F(a) = F(b),即a(a - ξ) = b(b - ξ)。 4. 由于a > 0,所以a(a - ξ) > 0,b(b - ξ) > 0。因此,我们有如下两种情况: a. 如果a > b,那么a(a - ξ) = b(b - ξ) > 0,且a - ξ > 0,b - ξ > 0。 b. 如果a < b,那么a(a - ξ) = b(b - ξ) > 0,且a - ξ < 0,b - ξ < 0。 5. 在情况a下,根据费马引理,存在一点η₁∈(a,ξ),使得F'(η₁) = 0。由于F'(x) = f'(x) - a,所以我们有f'(η₁) - a = 0,即f'(η₁) = a。 6. 在情况b下,根据费马引理,存在一点η₂∈(ξ,b),使得F'(η₂) = 0。由于F'(x) = f'(x) - a,所以我们有f'(η₂) - a = 0,即f'(η₂) = a。 综上所述,在两种情况下,我们都找到了一个点η,使得f'(η) = 0。这个点就是我们所寻找的罗尔定理的点。
罗尔定理解法?
罗尔定理 证明:因为函数 f(x) 在闭区间[a,b] 上连续,所以存在最大值与最小值,分别用 M 和 m 表示,分两种情况讨论: 1. 若 M=m,则函数 f(x) 在闭区间 [a,b] 上必为常函数,结论显然成立。 2. 若 M>m,则因为 f(a)=f(b) 使得最大值 M 与最小值 m 至少有一个在 (a,b) 内某点ξ处取得,从而ξ是f(x)的极值点,又条件 f(x) 在开区间(a,b) 内可导得,f(x) 在 ξ 处取得极值,由费马引理推知:f'(ξ)=0。 另证:若 M>m ,不妨设f(ξ)=M,ξ∈(a,b),由可导条件知,f'(ξ+)<=0,f'(ξ-)>=0,又由极限存在定理知左右极限均为 0,得证。
罗尔定理,是数学中的一个定理,根据罗尔定理,如果函数f(x)在闭区间上[a,b]连续,在开区间(a,b)上可导,那么在开区间(a,b)内至少存在一点ξ使得f'(ξ)=(f(b)-f(a))/(b-a)。
广义罗尔定理?
广义的罗尔定理有多种形式,它们的特点就是把定理条件中可微性概念拓宽,然后得到广义的罗尔中值表达式。广义的罗尔定理有多种形式。 对微分中值定理在证明方程根的存在性、证明不等式、求极限、泰勒公式、中值点存在性的应用等几个方面进探讨与剖析,让同学们对中值定理有一个更深刻的认识;其中证明某区间上满足条件的中值点的存在性是微分中值定理非常重要的应用,利用中值定理证明中值点的存在性,要兼顾条件与结论,综合分析,寻求证明思路。
从罗尔定理中怎么判断连续和可导?
“罗尔定理的条件是闭区间连续,开区间可导”这个条件比“闭区间可导”条件弱。 即:“闭区间连续,开区间可导”,不能推出“闭区间可导”。 而“闭区间可导”,则一定有“闭区间连续,开区间可导” 如果不是分段函数,看表达式,在给定区间必须使函数的每个部分有意义,在给定区间对数函数对数里面必须大于0,幂函数偶次根号下必须大于等于0,分母必须不为0,如果是分段函数,在断点在根据定义判断是否连续,即极限值是否等于函数值。如果连续,而且不是初等函数的分段函数,一般都是 可导 的,分段函数在断点要根据定义判断是否可导。
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