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已知f(x)和g(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内具有二阶导数,且在(a,b)内存在相等的最大值,又设f(a)=g(a),f(b)=g(b),试证明:存在ξ∈(a,b)使得f’’(ξ)=g’’(ξ)。
已知f(x)和g(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内具有二阶导数,且在(a,b)内存在相等的最大值,又设f(a)=g(a),f(b)=g(b),试证明:存在ξ∈(a,b)使得f’’(ξ)=g’’(ξ)。
admin
2016-03-16
105
问题
已知f(x)和g(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内具有二阶导数,且在(a,b)内存在相等的最大值,又设f(a)=g(a),f(b)=g(b),试证明:存在ξ∈(a,b)使得f’’(ξ)=g’’(ξ)。
选项
答案
令φ(x)=f9x)一g(x),根据f(a)=g(a),f(b)=g(b),则有φ(a)=φ(b)=0。设x
1
,x
2
∈(a,b),且[*],已知f(x)和g(x)在(a,b)内存在相等的最大值,因此f(x
1
)=g(x
2
),于是φ(x
1
)=f(x
1
)一g(x
1
)≥0,φ(x
2
)=f(x
2
)一g(x
2
)≤0。如果φ(x
1
)=0或φ(x
2
)=0,则令η=x
1
,或x
2
,有φ(η)=0;如果φ(x
1
)>0,φ(x
2
)<0,根据零点定理,存在η∈(x
1
,x
2
),使得φ(η)=0。此时φ(x)在[a,b]上有3个不同的零点a,η,b,在区间[a,η]和[η,b]上分别应用罗尔定理,则存在ξ
1
∈(a,η),ξ
2
∈(a,b),满足φ’(ξ
1
)=φ’(ξ
2
)=0,再在[ξ
1
,ξ
2
]上继续应用罗尔定理可知,存在ξ∈(ξ
1
,ξ
2
)[*](a,b),使得φ’’(ξ)=0,即f’’(f)=g’’(ξ)。
解析
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考研数学三
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