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微分中值定理和应用(2)

时间:2021-12-11 21:53来源:毕业论文
分析 本题的关键是构造辅助函数 ,可把上式变形 ,把其中的 换成 ,即可得 ,故上式左边的原函数为 ,下面只需要再加上某些项使其满足罗尔定理的条

分析  本题的关键是构造辅助函数 ,可把上式变形   ,把其中的 换成 ,即可得   ,故上式左边的原函数为

   ,下面只需要再加上某些项使其满足罗尔定理的条件,即可得     .

  证明  作辅助函数 ,令 

     .

故    ,所以存在 ,使得 ,即

       .

所以又因为 ,故上式可整理为    .

 上述证明过程中,当 变为 时,就可得到拉格朗日定理的证明.  

定理5(泰勒公式) 若 在 上有直到  阶连续导数,在 上  阶导数存在,则对于 ,有

        ,

其中 .  注 当 :

2.2  定理的内在联系和几何意义

微分中值定理由罗尔定理,拉格朗日定理,柯西中值定理和泰勒定理组成,而这几个定理之间也紧密相连.其中,柯西中值定理对条件要求最弱,是最一般的情形.拉格朗日中值定理是柯西中值定理的特殊情形,只需令  ,就可得到拉格朗日中值定理.罗尔定理是拉格朗日中值定理的特例,只要令  ,就可得到罗尔定理,且拉格朗日定理是泰勒公式的特例,只需令 就可得到拉格朗日定理.也就是说罗尔定理是基础,拉格朗日定理是罗尔定理的推广,柯西定理是拉格朗日定理的推广,而泰勒定理是拉格朗日定理的推广,是拉格朗日定理在导数与阶数上的一个推广. 

三个定理有相同的几何解释 在曲线上至少存在一条切线平行于两端点的连线.来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*

3  微分中值定理的推广 

  微分中值定理有三种基本形式,即罗尔中值定理,拉格朗日中值定理和柯西中值定理.其中,罗尔定理是基础,现以罗尔定理为例,从减弱条件,加强结论,改变形式三个角度来探讨微分中值定理的推广形式.

(1)  减弱条件

推广1[2] 设 在 内可导,且    ,则在 内至少存在一点 ,使得  .

  证明 令    ,作辅助函数 ,且令  ,则由条件 在 内可导知, 在 上连续,在  内可导,且  ,故则至少存在一点 ,使得 .又当 时,  ,故  ,所以  ,得证.

注 若将开区间 换成 ,或 ,同样有上述结论 存在一点 ,使得 ,证明方法也类似.

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