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中值定理中辅助函数构造的研究(2)

时间:2023-10-15 17:19来源:毕业论文
(2) f 在(a,b)内可导; 则在(a,b)内至少存在一点,使 f ()  柯西中值定理 1: 设函数 f 和 g 满足:(1)在闭区间[a,b]上连续; (2)在开区间

(2) f 在(a,b)内可导; 则在(a,b)内至少存在一点,使 f () 

柯西中值定理 1:

设函数 f 和 g 满足:(1)在闭区间[a,b]上连续;

(2)在开区间(a,b)内可导;

(3) f ( x) 和 g(x) 不同时为零;

(4) g (a) g (b) ;

则存在a, b,使得  f  f bf a

2 中值定理中辅助函数构造法

从上一章中我们已经了解到了三个中值定理和辅助函数构造法,就是为了使 某一命题或者概念通过已知的数学基础知识,人为的构造出函数,这些函数的构 造,往往依赖于已知命题的结论的存在,在条件的约束和中值定理下,去证明或 者说明某种结论或概念的正确性。在本章中将讨论关于中值命题证明中辅助函数 构造的方法,归纳十种比较常见的方法,并在具体的题目中运用所给出的方法, 加深对这些方法的理解。

2。1 几何直观法论文网

在数学中数形结合是解题时的一种重要手段,而几何直观法就是在几何图形 中两函数在区间端点处函数值的数量关系,从而构造出恰当的辅助函数。

例 2。1 若 gx在[0,1]上可导,且 0 gx1 ,对于 x 0,1,都有 gx1, 试证在(0,1)内有且仅有一点,使 g。

图 1分析 我们从图 1 中可以看出,直线 y x 与曲线 y gx必有交点,设这个 交点的横坐标为ξ,恰满足 g。又由图 1 可知,对在[a,b]上的同一自变量 x ,直线与曲线的纵坐标之差构成一个新的函数 Gxgxx ,由此找到所需 要的辅助函数。

证明 构造辅助函数

Gxgxx ,

Gx在[0,1]上连续,且

G0g00 , G0g11 0 ,

由介值定理知,至少存在一点0,1,使得

Gg0 ,即 g。 再证唯一性,用反证法,假设存在两点 x1 , x2 0,1,有

gx1   x1 , gx2   x2

在区间 x1 , x2 上运用拉格朗日中值定理有

g   gx2  gx1   1文献综述

x2  x1这与 gx1矛盾,故假设不成立,故结论成立。

但是在运用几何直观法时要注意,这种方法只对一阶导数及几何意义明确的 微分题目。

2。2 原函数法

此方法是一种逆向思维的方法,把结论变形,从而求出原函数作为辅助函数, 主要步骤如下 2:

(1)将结论中的中值换为 x ;

(2)通过将结论恒等变形化为易于消除导数符号的代数式;

(3)用观察联想法或不定积分法求出原函数;

(4)得出的结果使其一边为常数 C ,则另一边就是所要构造的辅助函数

中值定理中辅助函数构造的研究(2):http://www.youerw.com/shuxue/lunwen_197459.html
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