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设f(x),g(x)在[a,b]上存在二阶导数,且g〞(x)≠0,f(a)=f(b)=g(a)=g(b)=0, 证明:(1)在开区间(a,b)内g(x)≠0; (2)在开区间(a,b)内至少存在一点ε,使得
设f(x),g(x)在[a,b]上存在二阶导数,且g〞(x)≠0,f(a)=f(b)=g(a)=g(b)=0, 证明:(1)在开区间(a,b)内g(x)≠0; (2)在开区间(a,b)内至少存在一点ε,使得
admin
2017-11-13
32
问题
设f(x),g(x)在[a,b]上存在二阶导数,且g〞(x)≠0,f(a)=f(b)=g(a)=g(b)=0,
证明:(1)在开区间(a,b)内g(x)≠0;
(2)在开区间(a,b)内至少存在一点ε,使得
选项
答案
证明 (1)(反证法)假设存在点c∈(a,b),使g(c)=0,则f(x),g(x)分别在区间[a,c],[c,b]上用罗尔定理,得jε
1
∈(a,c),ε
2
∈(c,b),使得gˊ(ε
1
)=gˊ(ε
2
)=0,进而再在区间[ε
1
,ε
2
]上对gˊ(x)再用罗尔定理知了ε
3
∈(ε
1
,ε
2
),使得g〞(ε
3
)=0;但这与题设g〞(x)≠0矛盾 所以在开区间(a,b)内g(x)≠0 (2)在开区间(a,b)内至少存在一点ε,使得[*] 设F(x)=f(x)gˊ(x)-fˊ(x)g(x),易知 F(a)=f(a)gˊ(a)-fˊ(a)g(a)=0, F(b)=f(b)gˊ(b)-fˊ(b)g(b)=0,在[a,b]上对F(x)用罗尔定理, 必存在ε∈(a,b),使fˊ(ε)=0 Fˊ(ε)=Fˊ(x)|
x=ε
=[fˊ(x)gˊ(x)+f(x)g〞(x)-f〞(x)g(x)-fˊ(x)gˊ(x)]|
x=ε
=[f(x)g〞(x)-f〞(x)g(x)]|
x=ε
=f(ε)g〞(ε)-f〞(ε)g(ε)=0 又因为g(ε)≠0,g〞(ε)≠0 所以[*] ε∈(a,b)
解析
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考研数学一
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