微積分中存在性問題的證明問題涉及閉區間上連續函數的性質,微分中值定理,積分中值定理和泰勒公式,是曆年考試的重點,一定要熟練掌握。這一問題的突破點是選擇正确的解題思路并合理構造輔助函數。
證明思路:
(1) 設函數f(x)在區間[a,b]上連續,條件中不涉及到導數和微分,證明存在一點ξϵ[a,b],使得f(ξ)=c,這種情況一般使用介值定理或根的存在性定理。
(2)設函數f(x)在區間[a,b]上連續,在(a,b)上可導,證明存在一點ξϵ[a,b],使得結論中包含ξ和一階導數的等式成立,一般用中值定理。
(3)設函數f(x)在區間[a,b]上連續,在(a,b)上二階可微,證明存在一點ξϵ[a,b],使得結論中包含ξ和二階導數的等式成立,一般用三次使用中值定理或泰勒公式。
(4)設函數f(x)在區間[a,b]上連續,在(a,b)上三次(或以上)可導,證明存在一點ξϵ[a,b],使得結論中包含ξ和三階導數的等式成立,一般用泰勒公式。
(5)條件中包含積分等式時,首先要積分中值定理處理,得到f(c)=f(ξ),作為其它證明的條件。
分析:本題條件中不涉及可到和可微,所以本題可以考慮使用介值定理證明。
f(a ξ)=f(ξ)→f(a ξ)-f(ξ)=0→f(a x)-f(x)=0
解:
備注:關鍵在于構造輔助函數
例2:
分析:本題的難點在于構造輔助函數,可作如下分析:
證明:
備注:注意輔助函數構造的方法。
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