设f(χ),g(χ)在χ=χ0某邻域有二阶连续导数,曲线y=f(χ)和y=g(χ)有相同的凹凸性.求证:曲线y=f(χ)和y=g(χ)在点(χ0,y0)处相交、相切且有相同曲率的充要条件是:f(χ)-g(χ)=o((χ-χ0)2)(χ→χ0).

admin2016-10-21  40

问题 设f(χ),g(χ)在χ=χ0某邻域有二阶连续导数,曲线y=f(χ)和y=g(χ)有相同的凹凸性.求证:曲线y=f(χ)和y=g(χ)在点(χ0,y0)处相交、相切且有相同曲率的充要条件是:f(χ)-g(χ)=o((χ-χ0)2)(χ→χ0).

选项

答案相交与相切即(χ0)=g(χ0),f′(χ0)=g′(χ0).若又有曲率相同,即 [*] 由二阶导数的连续性及相同的凹凸性得,或f〞(χ0)=g〞(χ0)=0或f〞(χ0)与g〞(χ0)同号,于是f〞(χ0)=g〞(χ0).因此,在所设条件下,曲线y(χ),y=g(χ)在(χ0,y0)处相交、相切且有相同曲率 [*]f(χ0)-g(χ0)=0,f′(χ0)-g′(χ0)=0,f〞(χ0)-g〞(χ0)=0. [*]f(χ)-g(χ)=f(χ)-g(χ)+[f(χ)-g(χ)]′[*](χ-χ) +[*][f(χ)-g(χ)]〞[*](χ-χo)2+o(χ-χo)2 =o((χ-χ0)2) (χ→χ0). 即当χ→χ0时f(χ)-g(χ)是比(χ-χ0)2高阶的无穷小.

解析
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