(2010年)设函数f(x)在[0,3]上连续,在(0,3)内存在二阶导数,且2f(0)=∫02f(x)dx=f(2)+f(3). (Ⅰ)证明存在η∈(0,2),使f(η)=f(0); (Ⅱ)证明存在ξ∈(0,3),使f’’(ξ)=0.

admin2021-01-25  29

问题 (2010年)设函数f(x)在[0,3]上连续,在(0,3)内存在二阶导数,且2f(0)=∫02f(x)dx=f(2)+f(3).
(Ⅰ)证明存在η∈(0,2),使f(η)=f(0);
(Ⅱ)证明存在ξ∈(0,3),使f’’(ξ)=0.

选项

答案(Ⅰ)设F(x)=∫0xf(t)dt(0≤x≤2) 则 ∫02f(x)dx=F(2)一F(0). 根据拉格朗日中值定理,存在η∈(0,2),使 F(2)一F(0)=2F’(η)=2f(η), 即 ∫02f(x)dx=2f(η). 由题设知∫02f(x)dx=2f(0),故f(η)=f(0). (Ⅱ)[*]介于f(x)在[2,3]上的最小值与最大值之间,根据连续函数的介值定理,存在ζ∈[2,3],使 [*] 由题设知[*],故f(ζ)=f(0). 由于f(0)=f(η)=f(ζ),且0<η<ζ≤3,根据罗尔定理,存在ξ1∈(0,η),ξ2∈(η,ζ),使f’(ξ1)=0, f’(ξ2)=0,从而存在ξ∈(ξ1,ξ2)[*](0,3),使得 f(ξ)=0.

解析
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