每日一题277|一些经典的考研常考中值证明题

教育   2025-01-10 22:58   江西  

例1. 设函数 上三阶可导,且 证明: 至少存在一点 使


证. 作函数

由于 因此至少存在两点 使得

因此至少存在两点 使得

从而至少存在一点 使得

例2.上连续,在 内可导, 并且 证明:存在 使得

证.

由此可得,存在 使得 从而存在 使得

注意到 即得所证.

例3.在区间上连续, 在内三阶可导. 证明: 使得

证.

于是有

由Rolle定理可知
又有,再次使用Rolle定理, 即

依Rolle定理使得. 结论得证.

例4. 区间上有三阶导数,

证明 : 在 内至少存在一点 ,使得 .

证.  由条件可知,函数 上都连续,从而可以得到 上连续, 内可导,且 . 所以由罗尔定理可知,在 内至少存在一点 ,使得 . 当 ,有

由于 上的连续性,有

上由罗尔定理,至少存在一点 , 使得 . 当 ,有

同样有 . 因此在 上由罗尔定理,至少存在一点 ,使得

例5.可导,若,试证:

证. 构造辅助函数

, 则由Rolle知

的连续性,不妨设 则有

又由Lagrange知

由Darboux定理知导函数具有介值性

例6. 设有界函数 实数集 上二次可微.证明: ,使得

证. (方法一) 若 上变号,由导函数的介值定理知 ,使得 .若 上不变号,不妨设 ,此表明 严增,因此存在 .由泰勒定理得

其中 介于 之间.由 .于是,若 ,令 ,若 ,令 ,这与 有界矛盾,故 上变号,从而结论成立.

(方法二) 若 ,使得 ,由 Rolle 定理知结论成立.若 ,则 上严格单调.事实上,若不然,则 ,有

由导函数的介值定理知: ,有 ,与假设矛盾,故 上严格单调.不妨设严格单增,则存在

  • ,则当 时,由拉格朗日中值定理得
  • ,则当 $x<c$ 时,由拉格朗日中值定理得<="" section="">

由此得 无界,这与已知条件矛盾,故命题为真.

例7. 设函数 上连续可微, 对任意 , 都有

. 证明: .

证. 只须证 . 由 Lagrange 中值定理, 存在 , 使得

.

, 若 , 则由上确界定义, 存在数列 , 使得 . 由 的连续性可知,

. 又由 Lagrange 中值定理, 存在 , 使得

这与 相矛盾, 故必有 , 即点集 无上界, 则存在数列 , 使得 , 且 , 由归结原则

的任意性可知 .


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