破解考研數學重災區:中值定理證明思路小結

2020-12-01 中國教育在線

  還有不到40天就到了2016考研初試的時間了,為了讓學生能夠更好地應對考研,本文將討論一下中值定理這塊的相應證明題的一般解題思路。

  中值定理這塊一直都是很多考生的"災難區",一直沒有弄清楚看到一個題目到底怎麼思考處理,因此也是考研得分比較低的一塊內容,如果考生能把中值定理的證明題拿下,那麼我們就會比其他沒做上的同學要高一個臺階,也可以說這是一套"拉仇恨"的題目。下面跨考教育數學教研室佟老師就和大家來一起分析一下這塊內容。

  一、具體考點分析

  首先我們必須弄清楚這塊證明需要的理論基礎是什麼,相當於我們的工具,那需要哪些工具呢?

  第一:閉區間連續函數的性質。

  最值定理:閉區間連續函數的必有最大值和最小值。

  推論:有界性(閉區間連續函數必有界)。

  介值定理:閉區間連續函數在最大值和最小值之間中任意一個數,都可以在區間上找到一點,使得這一點的函數值與之相對應。

  零點定理:閉區間連續函數,區間端點函數值符號相異,則區間內必有一點函數值為零。

  第二:微分中值定理(一個引理,三個定理)

  費馬引理:函數f(x)在點ξ的某鄰域U(ξ)內有定義,並且在ξ處可導,如果對於任意的x∈U(ξ),都有f(x)≤f(ξ) (或f(x)≥f(ξ) ),那麼f'(ξ)=0。

  羅爾定理:如果函數f(x)滿足:

  (1)在閉區間[a,b]上連續;

  (2)在開區間(a,b)內可導;

  在區間端點處的函數值相等,即f(a)=f(b 

 

  那麼在(a,b)內至少有一點ξ(a<ξ,使得 f?(ξ)="0.

  幾何上,羅爾定理的條件表示,曲線弧 (方程為 )是一條連續的曲線弧 ,除端點外處處有不垂直於x軸的切線,且兩端點的縱坐標相等。而定理結論表明:

  弧上至少有一點 ,曲線在該點切線是水平的。

  拉格朗日中值定理:如果函數f(x)滿足:

  (1)在閉區間[a,b]上連續;

  (2)在開區間(a,b)內可導;

  在區間端點處的函數值相等,即f(a)=f(b),

  那麼在(a,b)內至少有一點ξ(a<ξ<B,使得 f?(ξ)="0.

  柯西中值定理:如果函數f(x)及F(x)滿足

  (1)在閉區間[a,b]上連續;

  (2)在開區間(a,b)內可導;

  (3)對任一x∈(a,b),F'(x)≠0

  那麼在(a,b) 內至少有一點ξ,使等式[f(b)-f(a)]/[F(b)-F(a)]=f'(ξ)/F'(ξ)成立。

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