如右图所示,设0<a<b,函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可微且f(x)>0,f(a)=f(b)。设l为绕原点O可转动的细棍(射线),放手后落在函数f(x)的图像上并支撑在点A(ζ,f(ζ))上,从直观上看, f'(ζ)=。

admin2019-12-12  15

问题 如右图所示,设0<a<b,函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可微且f(x)>0,f(a)=f(b)。设l为绕原点O可转动的细棍(射线),放手后落在函数f(x)的图像上并支撑在点A(ζ,f(ζ))上,从直观上看,
      f'(ζ)=。    (*)

证明:函数F(x)=在ζ处取得最大值,并由此证明(*)式。

选项

答案 函数F(x)表示函数f(x)图像上的点B(x,f(x))与原点O的连线的斜率kOB,即kOB=F(x)。在(a,b)内,若kOB不是最大值.则函数f(x)的图像会出现在直线OB的两侧。当kOB取得最大值时,函数f(x)的图像会出现在直线OB的下侧。因此kOB取最大值的点是射线l因重力自然下落的位置,即A,B重合。所以函数F(x)在x=ζ处取得最大值。 由图像知,f(a)=f(b)=0,所以F(a)=F(b)=0。而[*]x∈(a,b),f(x)>0,所以F(x)>0,即F(x)的最大值不在端点a,b处取得。所以x=ζ是F(x)的极大值点。 因为函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可微,所以F(x)=[*]也在[a,b]上连续,在(a,b)内可微。于是 由F'(ζ)=[*]=0,得f'(ζ)=[*]。

解析
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