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[2002年] 设函数f(x)在x=0的某个邻域内具有二阶连续导数,且f(0)≠0,f'(0)≠0,f"(0)≠0.证明:存在唯一的一组实数λ1,λ2,λ3,使得当h→0时,λ1f(h)+λ2f(2h)+λ3f(3h)一f(0)是比h2高阶的无穷小.
[2002年] 设函数f(x)在x=0的某个邻域内具有二阶连续导数,且f(0)≠0,f'(0)≠0,f"(0)≠0.证明:存在唯一的一组实数λ1,λ2,λ3,使得当h→0时,λ1f(h)+λ2f(2h)+λ3f(3h)一f(0)是比h2高阶的无穷小.
admin
2019-06-09
87
问题
[2002年] 设函数f(x)在x=0的某个邻域内具有二阶连续导数,且f(0)≠0,f'(0)≠0,f"(0)≠0.证明:存在唯一的一组实数λ
1
,λ
2
,λ
3
,使得当h→0时,λ
1
f(h)+λ
2
f(2h)+λ
3
f(3h)一f(0)是比h
2
高阶的无穷小.
选项
答案
为证三个实数唯一存在,设法找出三个方程,再用克拉默法则证其解唯一. 注意到f(0)≠0,f'(0)≠0,f"(0)≠O,也可用麦克劳林展开式证明. 证 因为当h→0时,λ
1
f(h)+λ
2
f(2h)+λ
3
f(3h)一f(0)是比h
2
高阶的无穷小,故其本身必是无穷小,即[*][λ
1
f(h)+λ
2
f(2h)+λ
3
f(3h)一f(0)]=0. 因f(x)在x=0处连续,得到 0=[*][λ
1
f(h)+λ
2
f(2h)+λ
3
f(3h)一f(0)]一(λ
1
+λ
2
+λ
3
一1)f(0), 而f(0)≠0,所以得 λ
1
+λ
2
+λ
3
一1=0. 又[*][λ
1
f"(h)+4λ
2
f"(2h)+9λ
3
f"(3h)] =[*]( λ
1
+4λ
2
+9λ
3
)f"(0). 因为f"(0)≠0,故得 λ
1
+4λ
2
+9λ
3
=0, ② 其中还包含0=[*][λ
1
f'(h)+2λ
2
f'(2h)+3λ
3
f'(3h)]=(1λ
1
+2λ
2
+3λ
3
)f'(0). 因为f'(0)≠0,有 λ
1
+2λ
2
+3λ
3
=0 ③ 因此由式①、式②、式③得λ
1
,λ
2
,λ
3
所满足的线性方程组: [*]因其系数行列式(范德蒙行列式)[*]=(2—1)(3—1)(3—2)=2≠0, 故由克拉默法则知,存在唯一的一组实数λ
1
,λ
2
,λ
3
,使得当h→0时,λ
1
f(h)+λ
2
f(2h)+λ
3
f(3h)一f(0)是比h
2
高阶的无穷小.
解析
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考研数学二
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