设f(χ)在[0,3]上连续,在(0,3)内二阶可导,且2f(0)=∫02f(t)dt=f(2)+f(3). 证明:(1)存在ξ1,ξ2∈(0,3),使得f′(ξ1)=f′(ξ2)=0. (2)存在ξ∈(0,3),使得f〞(ξ)-2f′(ξ

admin2020-03-16  20

问题 设f(χ)在[0,3]上连续,在(0,3)内二阶可导,且2f(0)=∫02f(t)dt=f(2)+f(3).
    证明:(1)存在ξ1,ξ2∈(0,3),使得f′(ξ1)=f′(ξ2)=0.
    (2)存在ξ∈(0,3),使得f〞(ξ)-2f′(ξ)=0.

选项

答案(1)令F(χ)=∫0χf(t)dt,F′(χ)=f(χ), ∫02f(t)dt=F(2)-F(0)=F′(c)(2-0)-2f(c),其中0<c<2. 因为f(χ)在[2,3]上连续,所以f(χ)在[2,3]上取到最小值m和最大值M, m≤[*]≤M, 由介值定理,存在χ0∈[2,3],使得f(χ0)=[*],即f(2)+f(3)=2f(χ0), 于是f(0)=f(c)=f(χ0), 由罗尔定理,存在ξ1∈(0)[*](0,3),ξ2∈(c,χ0)[*](0,3),使得f′(ξ1)=f′(ξ2)=0. (2)令φ(χ)=e-2χf′(χ),φ(ξ1)=φ(ξ2)=0, 由罗尔定理,存在ξ∈(ξ1,ξ2)[*](0,3),使得φ′(ξ)=0, 而φ′(χ)=e-2χ[f〞(χ)-2f′(χ)]且e-2χ≠0,故f〞(ξ)-2f′(ξ)=0.

解析
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