From 987fbc060e29d6cd9e2807b0f16f188394de0def Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?=E7=8E=8B=E8=BD=B2=E6=A5=A0?= Date: Fri, 16 Jan 2026 16:56:21 +0800 Subject: [PATCH 1/5] vault backup: 2026-01-16 16:56:21 --- .../微分中值定理(解析版).md | 54 +++++++++---------- 1 file changed, 26 insertions(+), 28 deletions(-) diff --git a/编写小组/讲义/微分中值定理(解析版).md b/编写小组/讲义/微分中值定理(解析版).md index 90b41a6..94e12a2 100644 --- a/编写小组/讲义/微分中值定理(解析版).md +++ b/编写小组/讲义/微分中值定理(解析版).md @@ -168,13 +168,13 @@ $$ ### **适用条件** 罗尔定理的核心适用题型是证明导函数方程 $f'(\xi)=0$ 在区间 $(a,b)$ 内有根以及衍生的相关证明题。 具体可分为以下几类: -1.直接证明 $f'(\xi)$=0 存在根 +1. 直接证明 $f'(\xi)$=0 存在根 题目给出函数 f(x) 在 $[a,b]$ 上的连续性、$(a,b)$ 内的可导性,且满足 $f(a)=f(b)$,直接应用罗尔定理证明存在 $\xi\in(a,b)$ 使得 $f'(\xi)=0$。 -2.构造辅助函数证明导函数相关方程有根 +2. 构造辅助函数证明导函数相关方程有根 对于形如 $f'(\xi)+g(\xi)f(\xi)=0$、$f''(\xi)=0$ 等方程,需构造满足罗尔定理条件的辅助函数 $F(x)$,通过 $F(a)=F(b)$ 推导 $F'(\xi)=0$,进而等价转化为目标方程。 -3.结合多次罗尔定理证明高阶导数零点存在 +3. 结合多次罗尔定理证明高阶导数零点存在 若函数 f(x) 有 n+1 个点的函数值相等,可多次应用罗尔定理,证明其 n 阶导数 $f^{(n)}(\xi)=0$ 在对应区间内有根。 -4.证明函数恒为常数(反证法结合罗尔定理) +4. 证明函数恒为常数(反证法结合罗尔定理) 若 $f'(x)\equiv0$ 在区间内成立,可通过反证法假设存在两点函数值不等,结合罗尔定理推出矛盾,进而证明函数为常数。 罗尔定理针对于一个函数,不同于柯西中值定理针对于两个函数 @@ -191,7 +191,6 @@ $$ 两边除以 $\xi^{n-1}$ ($\xi>0$),得 $nf(\xi) + \xi f'(\xi) = 0$。 - >[!example] 例2 设函数 $f(x)$ 在 $[a,b]$ 上可导,且 $$f(a) = f(b) = 0,\quad f'_+(a)f'_-(b) > 0,$$ @@ -199,8 +198,8 @@ $$f(a) = f(b) = 0,\quad f'_+(a)f'_-(b) > 0,$$ **解析**: -由导数极限定理及 $f'_+(a)f'_-(b) > 0$,知在 $a$ 右侧和 $b$ 左侧,$f(x)$ 的符号相同,不妨设 $f'_+(a)>0$,$f'_-(b)>0$。则在 $a$ 右侧附近 $f(x)>0$,在 $b$ 左侧附近 $f(x)>0$。由于 $f(a)=f(b)=0$,由极值点的费马定理,$f(x)$ 在 $(a,b)$ 内至少有一个极大值点,该点处导数为零。又因为 $f(x)$ 在 $[a,b]$ 上连续,在 $(a,b)$ 内可导,且 $f(a)=f(b)$,由罗尔定理至少存在一点 $c \in (a,b)$ 使 $f'(c)=0$。结合极大值点处的导数零点,可知至少有两个导数为零的点。 - +由导数极限定理及 $f'_+(a)f'_-(b) > 0$,知在 $a$ 右侧和 $b$ 左侧,$f(x)$ 的符号相同,不妨设 $f'_+(a)>0$,$f'_-(b)>0$,则在 $a$ 右侧附近 $f(x)>0$,在 $b$ 左侧附近 $f(x)>0$。 +由于 $f(a)=f(b)=0$,由极值点的费马定理,$f(x)$ 在 $(a,b)$ 内至少有一个极大值点,该点处导数为零。又因为 $f(x)$ 在 $[a,b]$ 上连续,在 $(a,b)$ 内可导,且 $f(a)=f(b)$,由罗尔定理至少存在一点 $c \in (a,b)$ 使 $f'(c)=0$。结合极大值点处的导数零点,可知至少有两个导数为零的点。 >[!example] 例3 @@ -268,10 +267,10 @@ $$ (1)证明:对于任何非零实数 $x$,存在唯一的 $\theta(x)$ ($0<\theta(x)<1$),使得 $$f(x) = f(0) + x f'(x\theta(x));$$ (2)求 - $$\lim_{x \to 0} \theta(x).$$ + $\lim\limits_{x \to 0} \theta(x).$ -解: -1. 证: 对于任何非零实数 $x$,由中值定理,存在 $\theta(x)$ $(0<\theta(x)<1)$,使得 +**证明:** +(1) 对于任何非零实数 $x$,由中值定理,存在 $\theta(x)$ $(0<\theta(x)<1)$,使得 $$ f(x)=f(0)+x f'(x\theta(x)). @@ -279,7 +278,7 @@ $$ 如果这样的 $\theta(x)$ 不唯一,则存在 $\theta_{1}(x)$ 与 $\theta_{2}(x)$ $(\theta_{1}(x)<\theta_{2}(x))$,使得 $f'(x\theta_{1}(x))=f'(x\theta_{2}(x))$,由罗尔定理,存在一点 $\xi$,使得 $f''(\xi)=0$,这与 $f''(x)\neq 0$ 矛盾。所以 $\theta(x)$ 是唯一的。 -2. 解 注意到 $f''(0)=\lim_{x\rightarrow 0} \frac{f'(x\theta(x))-f'(0)}{x\theta(x)}$,又知 +(2) 注意到 $f''(0)=\lim_{x\rightarrow 0} \frac{f'(x\theta(x))-f'(0)}{x\theta(x)}$,又知 $$ \begin{aligned} @@ -291,7 +290,7 @@ $$ \end{aligned} $$ -所以 $\lim_{x\rightarrow 0} \theta(x)=\frac{1}{2}$。 +所以 $\lim\limits_{x\rightarrow 0} \theta(x)=\frac{1}{2}$。 ## **柯西中值定理** @@ -462,18 +461,17 @@ $$f(0) = 0, \, f(1) = 1, \, f\left(\frac{1}{2}\right) > \frac{1}{4}$$证明: ## 微分中值定理证明不等式的要点归纳 -### 识别不等式结构 +**识别不等式结构** - 若不等式形如 $f(b) - f(a)$ 与 $b-a$ 的关系,或含有函数值差与自变量差之商,可考虑**拉格朗日中值定理**。 -### 选择合适定理与辅助函数 +**选择合适定理与辅助函数** - **拉格朗日定理**:常用于"单函数"差值型不等式,构造 $f(x)$ 使 $f'(\xi)$ 出现在不等式中。 - **柯西定理**:适用于"双函数"比值型不等式,构造 $f(x), g(x)$ 使 $\frac{f'(\xi)}{g'(\xi)}$ 出现。 - - **辅助函数构造**:常借助常见函数如 $\ln x, e^x, x^n, \arctan x, \sin x, \cos x$ 等,通过求导形式匹配目标。 + - **辅助函数构造**:常借助常见函数如 $\ln x, \text{e}^x, x^n, \arctan x, \sin x, \cos x$ 等,通过求导形式匹配目标。 -### 法一:利用导数单调性估计中值 +**法一:利用导数单调性估计中值** - 应用中值定理得到含 $\xi$ 的表达式后,可以通过函数极值的求法求出其最大最小值进行比较 - -### 法二:直接对所得结果进行放缩 +**法二:直接对所得结果进行放缩** >[!example] 例1 @@ -504,7 +502,7 @@ $$ $$ 证毕。 >[!example] 例2 -设 $a > e$,$0 < x < y < \dfrac{\pi}{2}$,证明:$$ +设 $a > \text{e}$,$0 < x < y < \dfrac{\pi}{2}$,证明:$$ a^y - a^x > (\cos x - \cos y) \cdot a^x \ln a.$$ **证明**: @@ -545,7 +543,7 @@ $$ >[!example] 例4 (1) 证明:存在 $\theta \in (0, 1)$ 使得 $\ln(1+x) - \ln\left(1+\frac{x}{2}\right) = \frac{x}{2+(1+\theta)x}, \, x > 0$; -(2) 证明不等式 $$\left(1+\frac{1}{n}\right)^{n+1} < e\left(1+\frac{1}{2n}\right),$$ 其中 $n$ 为正整数。 +(2) 证明不等式 $$\left(1+\frac{1}{n}\right)^{n+1} < \text{e}\left(1+\frac{1}{2n}\right),$$ 其中 $n$ 为正整数。 **证明** (1)对 $x > 0$ 定义函数 $f(t) = \ln(1+t), t \in \left[\frac{x}{2}, x\right]$, @@ -577,11 +575,13 @@ $$ 令 $x = \frac{1}{n}$,则有 $(n+1)\ln\left(1+\frac{1}{n}\right) < 1 + \ln\left(1+\frac{1}{2n}\right)$。因此对任意正整数 $n$ 有不等式 $$ -\left(1+\frac{1}{n}\right)^{n+1} < e\left(1+\frac{1}{2n}\right) +\left(1+\frac{1}{n}\right)^{n+1} < \text{e}\left(1+\frac{1}{2n}\right) $$ 成立。 +## 微分中值定理与积分中值定理结合 + 经过对近十年的期末测试题的观察,微分中值定理通常不会单独出题,而是与积分中值定理一起出,本模块旨在通过几道经典的题目,让同学们熟悉微分中值与定积分中值的综合运用。 首先我们来回顾定积分中值定理: @@ -594,21 +594,19 @@ $$ 2. 证明存在 $\xi$ 使得…… >[!example] 例题1 ->已知函数$f(x)$在$[0,2]$上可导,且$f(0)=0$,$\large{\int}_{1}^{2}f(x)\mathrm{d}x=0$. 证明:至少存在$\xi\in(0,2)$,使得$f'(\xi)=2022f(\xi)$ +>设$f(x)$在$[0,1]$上连续,在$(0,1)$内可导,且$$3\int_{\frac{2}{3}}^1f(x)\mathrm{d}x=f(0).$$证明存在$c\in(0,1)$,使得$f'(c)=0$. **证明:** -由积分中值定理,存在$\eta\in(1,2),\int_1^2f(x)\text{d}x=f(\eta)=0$. -令$F(x)=\text{e}^{-2022x}f(x)$,有$$F'(x)=\text{e}^{-2022x}(f'(x)-2022f(x)),$$且$F(0)=0=F(\eta)$。故由罗尔中值定理得存在$\xi\in(0,\eta)\subset(0,2)$,使得$$F'(\xi)=0,f'(\xi)=2022f(\xi).$$ +由积分中值定理,存在$\xi\in(\frac{2}{3},1)$,使得$\large{\int}_\frac{2}{3}^1f(x)\text{d}x=f(\xi)\cdot(1-\frac{2}{3})$,故$f(\xi)=f(0)$.由罗尔中值定理,存在$c\in(0,\xi)\subset(0,1)$,使得$f'(c)=0$.证毕. >[!example] 例题2 >设函数$f(x)$在闭区间$[0,2]$上可导,且$\large{\int}_{0}^{1}f(x)\mathrm{d}x=0$.证明:至少存在一点$\xi\in(0,2)$,使得$f'(\xi)=\frac{2}{2-\xi}f(\xi)$ **证明:** 令$F(x)=(x-2)^2f(x)$,则$$F'(x)=2(x-2)f(x)+(x-2)^2f'(x)=(x-2)(2f(x)+(x-2)f'(x)).$$由于$\large{\int_0^1}f(x)\text{d}x=0$,由积分中值定理,存在$\eta\in(0,1)$,$f(\eta)=0$,从而$F(\eta)=0$.又$F(2)=0$,由罗尔定理得$$\exists\xi\in(\eta,2)\subset(0,2),F'(\xi)=0\Rightarrow f'(\xi)=\frac{2}{2-\xi}f(\xi).$$ - >[!example] 例题3 ->设$f(x)$在$[0,1]$上连续,在$(0,1)$内可导,且$$3\int_{\frac{2}{3}}^1f(x)\mathrm{d}x=f(0).$$证明存在$c\in(0,1)$,使得$f'(c)=0$. +>已知函数$f(x)$在$[0,2]$上可导,且$f(0)=0$,$\large{\int}_{1}^{2}f(x)\mathrm{d}x=0$. 证明:至少存在$\xi\in(0,2)$,使得$f'(\xi)=2022f(\xi)$ **证明:** -由积分中值定理,存在$\xi\in(\frac{2}{3},1)$,使得$\int_\frac{2}{3}^1f(x)\text{d}x=f(\xi)\cdot(1-\frac{2}{3})$,故$f(\xi)=f(0)$.由罗尔中值定理,存在$c\in(0,\xi)\subset(0,1)$,使得$f'(c)=0$.证毕. - +由积分中值定理,存在$\eta\in(1,2),\int_1^2f(x)\text{d}x=f(\eta)=0$. +令$F(x)=\text{e}^{-2022x}f(x)$,有$$F'(x)=\text{e}^{-2022x}(f'(x)-2022f(x)),$$且$F(0)=0=F(\eta)$。故由罗尔中值定理得存在$\xi\in(0,\eta)\subset(0,2)$,使得$$F'(\xi)=0,f'(\xi)=2022f(\xi).$$ \ No newline at end of file From bfe45586c3e493b72fd1e9308e8190207125b286 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: pjokerx <1433560268@qq.com> Date: Fri, 16 Jan 2026 16:58:38 +0800 Subject: [PATCH 2/5] vault backup: 2026-01-16 16:58:38 --- 2026.1.16会议记录.md | 8 ++++++++ 1 file changed, 8 insertions(+) create mode 100644 2026.1.16会议记录.md diff --git a/2026.1.16会议记录.md b/2026.1.16会议记录.md new file mode 100644 index 0000000..03e9606 --- /dev/null +++ b/2026.1.16会议记录.md @@ -0,0 +1,8 @@ +问题分析: +1.黑马对讲授知识的掌握情况 +2.学习效率和大部队的学习情况安排 +任务安排: +线代: +1.线性变化 +2.课程的基础概念 +3.多从反证方向思考证明题 \ No newline at end of file From ff740a8a4bfbb279bb628ae41dc046bf09324fba Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: pjokerx <1433560268@qq.com> Date: Fri, 16 Jan 2026 17:14:58 +0800 Subject: [PATCH 3/5] vault backup: 2026-01-16 17:14:58 --- .../2026.1.16会议记录.md | 5 +++-- 1 file changed, 3 insertions(+), 2 deletions(-) rename 2026.1.16会议记录.md => 研讨记录/2026.1.16会议记录.md (58%) diff --git a/2026.1.16会议记录.md b/研讨记录/2026.1.16会议记录.md similarity index 58% rename from 2026.1.16会议记录.md rename to 研讨记录/2026.1.16会议记录.md index 03e9606..e287a7b 100644 --- a/2026.1.16会议记录.md +++ b/研讨记录/2026.1.16会议记录.md @@ -3,6 +3,7 @@ 2.学习效率和大部队的学习情况安排 任务安排: 线代: -1.线性变化 +1.线性变化(线性空间的定义与性质) 2.课程的基础概念 -3.多从反证方向思考证明题 \ No newline at end of file +3.多从反证方向思考证明题 +4.施密特正交化法 \ No newline at end of file From a63c3194a2808bd29fd5eb1dc6675d9df1b912b6 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?=E7=8E=8B=E8=BD=B2=E6=A5=A0?= Date: Fri, 16 Jan 2026 17:25:10 +0800 Subject: [PATCH 4/5] vault backup: 2026-01-16 17:25:10 --- .../微分中值定理(解析版).md | 22 +++++++++---------- 1 file changed, 11 insertions(+), 11 deletions(-) diff --git a/编写小组/讲义/微分中值定理(解析版).md b/编写小组/讲义/微分中值定理(解析版).md index 94e12a2..5b60613 100644 --- a/编写小组/讲义/微分中值定理(解析版).md +++ b/编写小组/讲义/微分中值定理(解析版).md @@ -3,7 +3,7 @@ tags: - 编写小组 --- **内部资料,禁止传播** -**编委会(不分先后,姓氏首字母顺序):陈峰华 陈玉阶 程奕铭 韩魏 刘柯妤 卢吉辚 王嘉兴 王轲楠 彭靖翔 郑哲航 钟宇哲 支宝宁 +**编委会(不分先后,姓氏首字母顺序):陈峰华 陈玉阶 程奕铭 韩魏 刘柯妤 卢吉辚 王嘉兴 王轲楠 彭靖翔 郑哲航 钟宇哲 支宝宁** ## **辅助函数的构造方法** @@ -48,7 +48,7 @@ f'(\xi) + P(\xi)f(\xi) = 0 $$ 可构造积分因子: $$ -\mu(x) = e^{\int P(x)\mathrm{d}x} +\mu(x) = \text{e}^{\int P(x)\mathrm{d}x} $$ 并设辅助函数: $$ @@ -76,7 +76,7 @@ f'(\xi) = \lambda f(\xi) $$ 可构造辅助函数: $$ -F(x) = e^{-\lambda x} f(x) +F(x) = \text{e}^{-\lambda x} f(x) $$ 或者写成: $$ @@ -84,7 +84,7 @@ f'(\xi) + \lambda f(\xi) = 0 $$ 则构造辅助函数: $$ -F(x) = e^{\lambda x} f(x) +F(x) = \text{e}^{\lambda x} f(x) $$ 注:5实际上是3的 $P(\xi)=\lambda$ 的特殊情况 @@ -106,13 +106,13 @@ $$ 属于一阶线性微分结构,其中 $P(x) = -2x$。 积分因子为: $$ -\mu(x) = e^{\int (-2x)\mathrm{d}x} = e^{-x^2} +\mu(x) = \text{e}^{\int (-2x)\mathrm{d}x} = \text{e}^{-x^2} $$ 构造辅助函数: $$ -F(x) = e^{-x^2} f(x) +F(x) = \text{e}^{-x^2} f(x) $$ -则 $F(0) = 0$,$F(1) = e^{-1}$。 +则 $F(0) = 0$,$F(1) = \text{e}^{-1}$。 需进一步寻找另一个点 $c$ 使 $F(c)=0$,才可应用罗尔定理。通常需结合题目其他条件(如积分中值定理、零点定理等)找出该点。 --- @@ -124,11 +124,11 @@ $$ **解析**: 结论可写为: $$ -\bigl[ e^{kx} f''(x) \bigr]' \big|_{x=\xi} = 0 +\bigl[ \text{e}^{kx} f''(x) \bigr]' \big|_{x=\xi} = 0 $$ 因此构造辅助函数: $$ -H(x) = e^{kx} f''(x) +H(x) = \text{e}^{kx} f''(x) $$ 由条件可推知存在 $\eta_1, \eta_2 \in (a, b)$ 使 $f''(\eta_1) = f''(\eta_2) = 0$,从而 $H(\eta_1)=H(\eta_2)=0$。 对 $H(x)$ 应用罗尔定理即得证。 @@ -146,11 +146,11 @@ f'(\xi) - (1-\xi) f(\xi) = 0 $$ 积分因子为: $$ -\mu(x) = e^{\int (x-1) \mathrm{d}x} = e^{\frac{x^2}{2} - x} +\mu(x) = \text{e}^{\int (x-1) \mathrm{d}x} = \text{e}^{\frac{x^2}{2} - x} $$ 构造辅助函数: $$ -F(x) = e^{\frac{x^2}{2} - x} f(x) +F(x) = \text{e}^{\frac{x^2}{2} - x} f(x) $$ 利用题设积分条件与积分中值定理,可找到 $\eta \in (0, \frac{1}{2})$ 使 $F(\eta) = F(1)$,再对 $F(x)$ 应用罗尔定理即证。 From 13105143486cd1533d032c327c1a2deeecd34478 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: pjokerx <1433560268@qq.com> Date: Fri, 16 Jan 2026 17:41:14 +0800 Subject: [PATCH 5/5] vault backup: 2026-01-16 17:41:14 --- 研讨记录/2026.1.16会议记录.md | 13 ++++++++++++- 1 file changed, 12 insertions(+), 1 deletion(-) diff --git a/研讨记录/2026.1.16会议记录.md b/研讨记录/2026.1.16会议记录.md index e287a7b..01334fe 100644 --- a/研讨记录/2026.1.16会议记录.md +++ b/研讨记录/2026.1.16会议记录.md @@ -6,4 +6,15 @@ 1.线性变化(线性空间的定义与性质) 2.课程的基础概念 3.多从反证方向思考证明题 -4.施密特正交化法 \ No newline at end of file +4.施密特正交化法 +第一模块:3.7-4.3: +施密特正交化; +线性空间; +线性变化; +特征值与特征向量; +方阵与实对称矩阵的相似对角化 +第二模块:5.1-5.4 +二次型的概念; +正交变换法; +合同变换法; +配方法; \ No newline at end of file