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

admin2016-09-13  26

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

选项

答案因为fˊ(x)在[0,1]上连续,所以,fˊ(x)在[0,1]上有最小值和最大值,设为m,M,即有x1,x2∈[0,1],使fˊ(x1)=m,fˊ(x2)=M. 由中值定理,对任意x∈[0,1],存在η∈(0,x),使f(x)=f(x)-f(0)=fˊ(η)x,于是有 fˊ(x1)x=mx≤f(x)=f(x)-f(0)=fˊ(η)x≤Mx=fˊ(x2)x, 积分得 fˊ(x1)∫01xdx≤∫01f(x)dx≤fˊ(x2)∫01xdx, 即[*]fˊ(x1)≤∫01f(x)dx≤[*]fˊ(x2),故fˊ(x1)≤2∫01f(x)dx≤fˊ(x2). 因为fˊ(x)在[0,1]上连续,由介值定理,必有ξ∈[x1,x2][*][0,1],或ξ∈[x2,x1][*][0,1],使fˊ(ξ)=2∫01f(x)dx.

解析
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