本论文对在众多文献的基础上,对其进行了讨论与归纳,给出了微分中值定理的一些不依赖与罗尔定理的其它证明方法,接着分别对三个中值定理进行了推广,说明了三个公式之间的递进关系,并在解决根的存在性问题,证明不等式和等式三个应用方面进行了归纳举例.
1。微分中值定理及传统证明
1。1罗尔中值定理
定理1 若函数满足如下条件:
①在闭区间上连续;②在开区间上可导;③,
则在上至少存在一点,使论文网
.
证 由于函数在是连续的,因此有最小值与最大值,分别用与表示,进行如下讨论:
若,则在上必定为常数,所以结论成立.
若,则因为,所以最小值与最大值至少有一个在开区间上的某点处取得,从而是的极值点.又由条件可知显然在点处是可导的,则由费马定理可推知 证毕.
1。2拉格朗日中值定理
定理2 若函数满足如下条件:
①在闭区间上连续;②在开区间上可导,则在上至少存在一点,使得
.
证 做辅助函数
显然 ,则可知在上满足罗尔中值定理.故存在,使整理后可得证毕.
1。3柯西中值定理
定理3 设函数和满足:
①在闭区间上都连续;②在开区间上都可导;③和不
同时为零;④,则存在,使
.
证 作辅助函数
显然在上满足罗尔中值定理的条件,故存在,
使得 ,又已知(否则也为零),
因此上式可整理为证毕.
2。微分中值定理的其它证明法及推广
2。1微分中值定理的其它证明法
2。1。1罗尔微分中值定理的证明
证 (闭区间套法)文献综述
对于区间进行二等分,取左区间.
设
可看到在上连续,且有
根据闭区间上连续函数的介值定理可知,存在,使得
令,,有,且,
记 ,
再将二等分并按照上面的步骤可得到,
,.
依照此步骤依次等分下去,则可得到,
,.
根据闭区间套定理可知,存在唯一一点,使得,且,
由无穷小量和极限的关系可得
,,
其中是无穷小量.
取,则
.
2。1。2拉格朗日中值定理的证明
证 (闭区间套法):若,则取,,可得,:若,由介值定理得:存在,使得,
则取,,,则有 记 再将二等分且可得
逐次等分下去可得