f(x)在[0,1]上有连续导数,且f(0)=0.证明:存在一点ξ∈[0,1],使得 f’(ξ)=2∫01f(x)dx.

admin2018-09-20  33

问题 f(x)在[0,1]上有连续导数,且f(0)=0.证明:存在一点ξ∈[0,1],使得
    f’(ξ)=2∫01f(x)dx.

选项

答案因为f’(x)在[0,1]上连续,所以f’(x)在[0,1]上有最小值和最大值,设为m,M,即存在x1,x2∈[0,1],使f’(x1)=m,f’(x2)=M: 由拉格朗日中值定理,对任意x∈[0,1],存在η∈(0,x),使f(x)=f(x)-f(0)=f’(η)x,于是有 f’(x1)x=mx≤f(x)=f(x)一f(0)=f’(η)x≤Mx=f’(x2)x, 两边积分得 f’(x1)∫01xdx≤∫01f(x)dx≤f’(x2)∫01xdx, 即[*]f’(x1)≤∫01f(x)dx≤[*]f’(x2),故f’(x1)≤2∫01f(x)dx≤f’(x2). 因为f’(x)在[0,1]上连续,由介值定理,必存在ξ∈[x1,x2][*][0,1],或ξ∈[x2,x1][*][0,1],使 f’(ξ)=2∫01f(x)dx.

解析
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