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[2007年] 设函数f(x),g(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内二阶可导且存在相等的最大值.又f(A)=g(A),f(B)=g(B),证明:存在ξ∈(a,b),使得f’’(ξ)=g’’(ξ).
[2007年] 设函数f(x),g(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内二阶可导且存在相等的最大值.又f(A)=g(A),f(B)=g(B),证明:存在ξ∈(a,b),使得f’’(ξ)=g’’(ξ).
admin
2019-04-08
65
问题
[2007年] 设函数f(x),g(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内二阶可导且存在相等的最大值.又f(A)=g(A),f(B)=g(B),证明:存在ξ∈(a,b),使得f’’(ξ)=g’’(ξ).
选项
答案
因f(x),g(x)在(a,b)上连续,不妨设存在x
1
≤x
2
(x
1
,x
2
∈[a,b]),使f(x
1
)=M=g(x
2
),其中M为f(x),g(A)在[a,b]上相等的最大值.令F(x)=f(x)一g(x).若x
1
=x
2
,令η=x
1
,则F(η)=f(x
1
)一g(x
1
)=M—M=0;若x
1
<x
2
,则 F(x
1
)=f(x
1
)一g(x
1
)=M—g(x
1
)≥0, F(x
2
)=f(x
2
)一g(x
2
)=f(x
2
)一M≤0.又F(x)在[a,b]上连续,由介值定理知,存在η∈(x
1
,x
2
) [*] (a,b)使F(η)=0. 由题设,有F(A)=f(B)一g(A)=0,F(B)=f(B)一g(B)=0.对F(x)分别在[a,η]、 [η,b]上使用罗尔定理得到:存在ξ
1
∈(a,η),ξ
2
∈(η,b)使F’(ξ
1
)=0,F’(ξ
2
)=0.又因F’(x)可导,对F’(x)在[ξ
1
,ξ
2
]上使用罗尔定理得到:存在ξ∈(ξ
1
,ξ
2
) [*] (a,b)使得 F’’(ξ)=0, 即 f’’(ξ)=g’’(ξ).
解析
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考研数学一
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