這是一個高考喜歡考但卻比較少考的考點。
如果函數f(x)在區間[a,b]連續,且f(a)⋅f(b)<0,則f(x)在區間(a,b)至少有一個零點。
理解非常簡單。如圖,點A(a,f(a))在x軸下方,點B(b,f(b))在x軸上方,顯然,函數圖像必然要穿過x軸,每穿過一次,其交點橫坐标就是函數f(x)的零點。
我們可以利用這個定理來判斷方程根的存在,甚至強化這個定理就發展出二分法。
高考通常會這樣考。
如果函數f(x)=...有一個零點x ,則x 在( )區間。
A. B. C. D.
解法不啰嗦,定理的證明卻非常艱難。這正符合了我們對好數學的定義:理解容易,證明困難,威力巨大。我很喜歡這個定理。
從這個定理出發,我們還可以(猜出)類比出其他的性質。
比如這樣
猜測1、如果函數f(x)在區間[a,b]連續,且f(a)=A,f(b)=B,則對于A,B之間的任何一個數C,方程f(x)=C至少有一個根。
要得到猜測1很容易,把零點定理的圖歪一下就是了。
猜測2、如果函數f(x)在區間[a,b]連續,可導,且f(a)=f(b),則區間(a,b)上至少存在一個點x0,使f'(x0)=0
要得到猜測2也很容易,把零點定理的圖變光滑就是。
猜測3、如果函數f(x)在區間[a,b]連續,可導,則區間(a,b)上至少存在一個點x0,使得
要得到猜測3,隻要将猜測2的圖歪一歪即可。
猜測4、如果函數f(x),g(x)都在區間[a,b]連續,可導,則區間(a,b)上至少存在一點x0,使得
猜測4不容易想到,所以比較厲害了,實際上是代入了參數方程。
咱也不要證明,證明好啰嗦,猜應該是很容易的哦,看看圖就猜到了。的确,數學家都是這樣先猜出來,再慢慢想辦法證明的,你猜到了,就說明你有做數學家的潛能啊。
中學學過的那個叫做零點定理,猜測1叫做介值定理,猜測2叫做羅爾中值定理,猜測3比較有名,叫拉格朗日中值定理,猜測4最牛逼,叫柯西中值定理。
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