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王轲楠 3 months ago
parent 6b522c4ede
commit 4330697ce5

@ -70,7 +70,7 @@ $$f(0) = 0, \, f(1) = 1, \, f\left(\frac{1}{2}\right) > \frac{1}{4}$$证明:
直接对$f(x)$用中值定理吗?不是,这样子我们得不出任何的结论。或许我们应该构造一个新的函数,让我们更容易研究一些。观察要证的式子,由于我们完全不知道导数的性质,所以考虑函数$g(x)=f(x)-x^2$,有$g'(x)=f'(x)-2x,g''(x)=f''(x)-2$,且$g(0)=0,g(1)=0,g(\frac{1}{2})>0$.看到这些$0$就舒服很多了。注意这里应该是多次运用中值定理中的第2种情况因为题目很明显给了我们分割区间的一个点$\large{\frac{1}{2}}$.
**解**
(1) 考虑函数 $g(x)=f(x)-x^2$,则 $g(0)=0$$g(1)=0$$g(1/2)=f(1/2)-1/4>0$。在$[0,\frac{1}{2}],[\frac{1}{2},1]$上分别用拉格朗日中值定理得$\exists\eta_1\in(0,\frac{1}{2}),\eta_2\in(\frac{1}{2},1)$,使得$$g'(\eta_1)=\frac{g(1/2)-g(0)}{1/2}>0,g'(\eta_2)=\frac{g(1)-g(1/2)}{1/2}<0$$对$g'(x)$在区间$[\eta_1,\eta_2]$上用拉格朗日中值定理得,$\exists\xi\in(\eta_1,\eta_2)$,使得$$g''(\xi)=\frac{g'(\eta_2)-g'(\eta_1)}{\eta_2-\eta_1}<0,$$即$$f''(\xi)<2.$$
(1) 考虑函数 $g(x)=f(x)-x^2$,则 $g(0)=0$$g(1)=0$$g(1/2)=f(1/2)-1/4>0$。在$[0,\frac{1}{2}],[\frac{1}{2},1]$上分别用拉格朗日中值定理得$\exists\eta_1\in(0,\frac{1}{2}),\eta_2\in(\frac{1}{2},1)$,使得$$g'(\eta_1)=\frac{g(1/2)-g(0)}{1/2}>0,g'(\eta_2)=\frac{g(1)-g(1/2)}{1/2}<0$$对$g'(x)$在区间$[\eta_1,\eta_2]$上用拉格朗日中值定理得,$\exists\xi\in(\eta_1,\eta_2)$,使得$$g''(\xi)=\frac{g'(\eta_2)-g'(\eta_1)}{\eta_2-\eta_1}<0,$$即$$f''(\xi)<2.$$
(2) 用反证法。假设存在 $x_0 \in (0,1)$ 使 $f(x_0) \leq x_0^2$,故$g(x_0)\le0$。由$g(0)=0,g(1)=0,g(1/2)>0,\exists\alpha\in(0,1),g(\alpha)=0$.故由罗尔中值定理,$$\exists\beta_1\in(0,\alpha),\beta_2\in(\alpha,1),g'(\beta_1)=g'(\beta_2)=0,$$从而$$\exists\beta\in(\beta_1,\beta_2),g''(\beta)=0$$这与$f''(x)\neq2$,即$g''(x)\neq0$矛盾,故结论成立。
**题后总结:**

@ -6,10 +6,10 @@ tags:
1. 下列级数发散的是( )。
(A) $\sum_{n=1}^\infty \frac{4^n + 1}{n^4 + 1}$
(B) $\sum_{n=1}^\infty \frac{n^4 + 1}{4^n + 1}$
(C) $\sum_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{1}{\sqrt{n} + 1}$
(D) $\sum_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{\sqrt{n}}{n + 1}$
(A) $\sum\limits_{n=1}^\infty \frac{4^n + 1}{n^4 + 1}$
(B) $\sum\limits_{n=1}^\infty \frac{n^4 + 1}{4^n + 1}$
(C) $\sum\limits_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{1}{\sqrt{n} + 1}$
(D) $\sum\limits_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{\sqrt{n}}{n + 1}$
2. 当 $x \to 0$时,与 $x - \sin x$同阶的无穷小是( )。
@ -96,7 +96,7 @@ tags:
7. 16分已知当 $x \to 0$ 时,函数 $f(x) = \sqrt{a + bx^2} - \cos x$ 与 $x^2$ 是等价无穷小。
1求参数 $a, b$ 的值6分
2计算极限 $\lim_{x \to 0} \frac{f(x) - x^2}{x^4}$的值。10分
2计算极限 $\lim\limits_{x \to 0} \frac{f(x) - x^2}{x^4}$的值。10分
```text
@ -116,7 +116,7 @@ tags:
```
8. 20分设函数 $f(x)$在 $[0,1]$上可导,$\int_{0}^{\frac{1}{2}} f(x) dx = 0$。证明存在 $\xi \in (0,1)$,使得
8. 20分设函数 $f(x)$在 $[0,1]$上可导,$\large{\int_{0}^{\frac{1}{2}}} f(x) dx = 0$。证明存在 $\xi \in (0,1)$,使得
$$f(\xi) = (1 - \xi) f'(\xi)。$$
```text

@ -6,10 +6,10 @@ tags:
1. 下列级数发散的是( )。
(A) $\sum_{n=1}^\infty \frac{4^n + 1}{n^4 + 1}$
(B) $\sum_{n=1}^\infty \frac{n^4 + 1}{4^n + 1}$
(C) $\sum_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{1}{\sqrt{n} + 1}$
(D) $\sum_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{\sqrt{n}}{n + 1}$
(A) $\sum\limits_{n=1}^\infty \frac{4^n + 1}{n^4 + 1}$
(B) $\sum\limits_{n=1}^\infty \frac{n^4 + 1}{4^n + 1}$
(C) $\sum\limits_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{1}{\sqrt{n} + 1}$
(D) $\sum\limits_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{\sqrt{n}}{n + 1}$
2. 当 $x \to 0$时,与 $x - \sin x$同阶的无穷小是( )。
@ -96,7 +96,7 @@ tags:
7. 16分已知当 $x \to 0$ 时,函数 $f(x) = \sqrt{a + bx^2} - \cos x$ 与 $x^2$ 是等价无穷小。
1求参数 $a, b$ 的值6分
2计算极限 $\lim_{x \to 0} \frac{f(x) - x^2}{x^4}$的值。10分
2计算极限 $\lim\limits_{x \to 0} \frac{f(x) - x^2}{x^4}$的值。10分
```text
@ -263,7 +263,7 @@ $$
## 10. 积分条件与微分方程形式的中值定理
已知$f(x)$在$[0,1]$上可导,$\int_0^{1/2} f(x) dx = 0$
已知$f(x)$在$[0,1]$上可导,$\large{\int}_0^{1/2} f(x) dx = 0$
证明存在$\xi \in (0,1)$使$f(\xi) = (1-\xi)f'(\xi)$
**证:**
@ -273,7 +273,7 @@ g'(x) = -f(x) + (1-x)f'(x)
$$
要证等式等价于$g'(\xi) = 0$
设$h(x) = \int_0^x f(t)dt$,由已知$h(1/2) = 0$,且$h(0)=0$
设$h(x) = \large{\int_0^x }f(t)dt$,由已知$h(1/2) = 0$,且$h(0)=0$
由罗尔定理,存在$c \in (0,1/2)$使$h'(c) = f(c) = 0$
于是:

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