tft每日頭條

 > 生活

 > 導數單調性的經典例題及答案

導數單調性的經典例題及答案

生活 更新时间:2024-07-18 23:13:03

今天老黃要利用拉格朗日中值定理的推論3,證明導函數單調則導函數必連續。即:

設f在(a,b)上可導,且f'單調,證明:f'在(a,b)上連續。

導數單調性的經典例題及答案(導數的單調性和連續性還有這樣的關系)1

分析:我們不妨設f'在(a,b)上單調遞增,單調遞減也是一樣的道理,則在(a,b)上的任意一個自變量x0, 都存在某一鄰域U(x0),包含于(a,b). 則在右鄰域中,導函數單調增,就有下界;在左領域中,導函數單調增,就有上界。根據極限的單調有界性定理,就可以知道導函數在x0的兩側極限都存在。

接下來就可以運用拉格朗日中值定理的推論3了。即導數極限定理:設函數f在某U(x0)内連續, 在U⁰(x0)内可導, 而且lim(x->x0)f’(x)存在, 則f在點x0可導, 而且f’(x0)=lim(x->x0)f’(x).

我們來看看f和它的導函數f'是否符合這個推論。f在U(x0)上顯然是連續且可導的,導函數在這個點的兩側極限剛剛被證明存在,因此這裡僅能得到,導函數在這個點兩側都連續。

由于函數在這個點可導,因此左右導數相等,都等于函數在這個點的導數,所以導數的左右極限也相等,也都等于這個點的導數,這就說明導函數的确在這個點連續。

最後由x0的任意性,就可以證明導函數在(a,b)連續。接下來組織證明過程:

證:不妨設f’在(a,b)上單調遞增,則

對任一x0∈(a,b),必存在的x0某一鄰域U(x0)⊂(a,b).

∵f’在U (x0)内單遞增,∴有下界f’(x0),

又f’在U-(x0)内單遞增,∴有上界f’(x0),

∴lim(x->x0^ )f’(x)和lim(x->x0^-)f’(x)都存在,由拉格朗日中值定理的推論3,有

lim(x->x0^ )f’(x)=f ’(x0);lim(x->x0^-)f’(x)=f-’(x0);

而f ’(x0)=f-’(x0)=f’(x0),

∴lim(x->x0^ )f’(x)=lim(x->x0^-)f’(x),

由x0的任意性知,f’在(a,b)内連續.

當導函數單調減時,證明的方法類似,請自己嘗試一下,加深印象。

,

更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!

查看全部

相关生活资讯推荐

热门生活资讯推荐

网友关注

Copyright 2023-2024 - www.tftnews.com All Rights Reserved