高等数学之微积分中存在性问题的证明方法总结

高等数学之微积分中存在性问题的证明方法总结微积分中存在性问题的证明问题涉及闭区间上连续函数的性质 微分中值定理 积分中值定理和泰勒公式 是历年考试的重点 一定要熟练掌握 这一问题的突破点是选择正确的解题思路并合理构造辅助函数

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微积分中存在性问题的证明问题涉及闭区间上连续函数的性质,微分中值定理,积分中值定理和泰勒公式,是历年考试的重点,一定要熟练掌握。这一问题的突破点是选择正确的解题思路并合理构造辅助函数。

证明思路:

(1) 设函数f(x)在区间[a,b]上连续,条件中不涉及到导数和微分,证明存在一点ξϵ[a,b],使得f(ξ)=c,这种情况一般使用介值定理或根的存在性定理。

(2)设函数f(x)在区间[a,b]上连续,在(a,b)上可导,证明存在一点ξϵ[a,b],使得结论中包含ξ和一阶导数的等式成立,一般用中值定理。

(3)设函数f(x)在区间[a,b]上连续,在(a,b)上二阶可微,证明存在一点ξϵ[a,b],使得结论中包含ξ和二阶导数的等式成立,一般用三次使用中值定理或泰勒公式。

(4)设函数f(x)在区间[a,b]上连续,在(a,b)上三次(或以上)可导,证明存在一点ξϵ[a,b],使得结论中包含ξ和三阶导数的等式成立,一般用泰勒公式。

(5)条件中包含积分等式时,首先要积分中值定理处理,得到f(c)=f(ξ),作为其它证明的条件。

存在性证明中辅助函数的构造方法:

存在性中成功构造辅助函数是解题的关键,辅助函数大多来源于结论,从对结论的分析中得出辅助函数。

例1:

高等数学之微积分中存在性问题的证明方法总结

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分析:本题条件中不涉及可到和可微,所以本题可以考虑使用介值定理证明。

f(a+ξ)=f(ξ)→f(a+ξ)-f(ξ)=0→f(a+x)-f(x)=0

解:

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备注:关键在于构造辅助函数

例2:

高等数学之微积分中存在性问题的证明方法总结

分析:本题的难点在于构造辅助函数,可作如下分析:

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证明:

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备注:注意辅助函数构造的方法。

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