三大微分定理?
01罗尔定理
在学习罗尔定理之前,先引进一个极值的定义:设函数f(x)在 X的某邻域U(X,$)内有定义,若对此邻域内的任何点x,都有f(x)≤f(X)或f(x)≥f(X)则称函数f(x)在X取得极大值或极小值f(X),且称X是函数的极大值点或极小值点。
罗尔定理:若函数f满足如下条件:
(1)f在闭区间[a,b]上连续,
(2)f在开区间(a,b)内可导,
(3)f(a)=f(b)
则在(a,b)上至少存在一点$,使得f′($)=0
例题:例1、设f(x)在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且f(1)=0,证明至少存在一点&∈(0,1),使f(&)+&f′(&)=0.
证:设辅助函数F(x)=xf(x),显然
F(x)在[0,1]上满足罗尔定理条件,
故至少存在一点&∈(0,1),使F′(&)=f(&)+&f(&)=0
02拉格朗日中值定理
在学习拉格朗日中值定理之前,先承上启下引进个费马引理:设函数f(x)在点X的某个邻域(X-&,X+&)内有定义,并且在X点可导,且f(x)≤(或≥)f(X),则f′(X)=0.
拉格朗日中值定理:若函数f满足如下条件:
(1)f在闭区间[a,b]上连续,
(2)f在开区间(a,b)内可导,
则在(a b)上至少存在一点&,使得f′(&)=f(b)-f(a)╱b-a.
例题:证明arctanb+ arctana≤b-a,其中a<b.
证:设f(x)=arctanx,则
f(b)-f(a)=f′(&)(b-a)=1/1+& (b-a),a<&<b
从而得arctanb - arctana = b-a
03柯西中值定理
现给出一个形式更一般的微分中值定理,柯西中值定理:设函数f和g满足,
(1)在[a,b]上都连续,
(2)在(a,b)上都可导,
(3)f'(x)和g'(x丿不同时为零,
(4)g(a)≠g(b)
则存在&∈(a,b),使得f'(&)/g'(&)=f(b)-f(a)/g(b)一g(a).