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设f(x)在(一∞,+∞)上存在二阶导数,f’(0)0.证明: 无论a>0,a
设f(x)在(一∞,+∞)上存在二阶导数,f’(0)0.证明: 无论a>0,a
admin
2014-04-16
65
问题
设f(x)在(一∞,+∞)上存在二阶导数,f
’
(0)<0,f
’
(0)=a,f
’’
(x)>0.证明:
无论a>0,a<0,还是a=0,f(x)至多有两个零点,至少有一个零点;
选项
答案
若f(x)有三个或三个以卜零点.则由罗尔定理知f
’
(x)至少有两个零点,对f
’
(x)再用罗尔定理知,f
’’
(x)至少有一个零点.与题设f
’’
(x)无零点矛盾.所以f(x)至多有两个零点.1.2下证f(x)至少有一个零点.设f
’
(0)=a>0,由泰勒公式:[*]当x≠0时,取[*]有f(x)>0由介值定理知,在区间(0,+∞)上f(x)至少有一个零点.又因当x>0时f
’
(x)>f
’
(0)>0,故在区间(0,+∞)上至多有一个零点,故有仅有一个零点。设f
’
(0)=a<0,类似可证往区间(一∞,0)上有且仅有一个零点.设f
’
(0)=a=0,由连续函数保号性及f
’
(x),格单增知.存在δ>0,当x∈(0,δ]时,f(x)<0)且.f
’
(δ)>0.在点x=δ处用泰勒公式,有[*]取[*],有f(x)>0.由介值定理知,在区间(δ,一∞)上,f(x)至少有一个零点.又当x>0时,f
’
(0)>f
’
(0)=0.故在区间(0,+∞)上多至多有一个零点,故有一个零点,同理可证,此时在区间(一∞,0)上也有且仅有一个零点.总之,不论,f
’
(0)=a>(<0或=0)f(x),f(x)在(-∞,+∞)上至少有一个零点.(I)证毕.
解析
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考研数学二
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