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设f(x)在[0,π]上连续,在(0,π)内可导,且 ∫0πf(x)cos xdx=∫0πf(x)sin xdx=0。 求证:存在ξ∈(0,π),使得f’(ξ)=0.
设f(x)在[0,π]上连续,在(0,π)内可导,且 ∫0πf(x)cos xdx=∫0πf(x)sin xdx=0。 求证:存在ξ∈(0,π),使得f’(ξ)=0.
admin
2020-03-16
48
问题
设f(x)在[0,π]上连续,在(0,π)内可导,且
∫
0
π
f(x)cos xdx=∫
0
π
f(x)sin xdx=0。
求证:存在ξ∈(0,π),使得f’(ξ)=0.
选项
答案
首先证明f(x)在(0,π)内必有零点. 因为在(0,π)内f(x)连续,且sin x>0,所以,若无零点,则恒有f(x)>0或f(x)<0,从而有∫
0
π
f(x)sin xdx>0或∫
0
π
f(x)sin xdx<0,与题设矛盾. 所以,f(x)在(0,π)内必有零点. 下面证明f(x)在(0,π)内零点不唯一,即至少有两个零点. 用反证法.假设f(x)在(0,π)内只有一个零点x
0
,则f(x)在(0,x
0
)和(x
0
,π)上取不同的符号(且不等于零),否则与∫
0
π
f(x)sin xdx=0矛盾.这样,函数sin(x一x
0
)f(x)在(0,x
0
)和(x
0
,π)上取相同的符号,即恒正或恒负. 那么有:∫
0
π
f(x)sin(x一x
0
)dx≠0.但是 ∫
0
π
f(x)sin(x一x
0
)dx=∫
0
π
f(x)(sin xcos x
0
—cos xsin x
0
)dx =cos x
0
∫
0
π
f(x)sin xdx—sin x
0
∫
0
π
f(x)cos xdx=0. 从而矛盾,所以f(x)在(0,π)内至少有两个零点.于是由罗尔定理即得存在ξ∈(0,π),使得f’(ξ)=0.
解析
转载请注明原文地址:https://kaotiyun.com/show/go84777K
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考研数学二
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