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设函数f(x),g(x)在[a,b]二上连续,在(a,b)内可导,且f(b)-f(a)=g(b)-g(a). 求证:(1)在(a,b)内至少有一点c,使fˊ(c)=gˊ(c); (2)设a<c<b.f(x)和g(x)都在[a,b]上连续,在(a,b)内二阶可导,且f(a)=g(a),f(c)=g(c),f(b)=g(b),则在(a,b)内至少有一点ε,使f〞(ε)=g〞(ε); (3)设f(x)在[0,4]上二阶可导,且f(0)=0,f(1)=1,f(4)=2,证明存在一点ε∈(0,4)使得f〞(ε)=-1/3.
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参考解答
正确答案:证:(1)令F(x)=f(x)-g(x)显然F(x)在[ab上满足罗尔定理的条件因此在(ab)内至少存在一点c使Fˊ(c)=0即fˊ(c)=gˊ(c).(2)在[ac上考虑函数f(x)和g(x).则f(x)、g(x)满足(1)的结论的条件所以存在ε1∈(ac)使得fˊ(ε1)=gˊ(ε1):同理存在点ε2∈(cb)使得 fˊ(ε2)=gˊ(ε2).记h(x)=fˊ(x)k(x)=gˊ(x)在[ε1ε2上考虑h(x)k(x)则h(x)k(x)满足(1)的结论的条件所以存在ε∈(ε1ε2)∈(ab)使得hˊ(ε)=kˊ(ε)即f〞(ε)=g〞(ε).(3)首先定义一个二次函数;y=g(x)=Ax2-Bx+C.使g(0)=0g(1)=1g(4)=2.得g(x)=-1/6x2+7/6x这样g(0)=f(0)g(1)=f(1)g(4)=f(4)根据(2)的结论存在ε∈(04)使得f〞(ε)=g〞(ε)而g〞(ε)=-1/3所以f(ε)=-1/3.
证:(1)令F(x)=f(x)-g(x),显然F(x)在[a,b上满足罗尔定理的条件,因此在(a,b)内至少存在一点c,使Fˊ(c)=0,即fˊ(c)=gˊ(c).(2)在[a,c上考虑函数f(x)和g(x).则f(x)、g(x)满足(1)的结论的条件,所以,存在ε1∈(a,c),使得fˊ(ε1)=gˊ(ε1):同理存在点ε2∈(c,b),使得fˊ(ε2)=gˊ(ε2).记h(x)=fˊ(x),k(x)=gˊ(x),在[ε1,ε2上考虑h(x),k(x),则h(x),k(x)满足(1)的结论的条件,所以,存在ε∈(ε1,ε2)∈(a,b),使得hˊ(ε)=kˊ(ε),即f〞(ε)=g〞(ε).(3)首先定义一个二次函数;y=g(x)=Ax2-Bx+C.使g(0)=0,g(1)=1,g(4)=2.得g(x)=-1/6x2+7/6x,这样,g(0)=f(0),g(1)=f(1),g(4)=f(4),根据(2)的结论,存在ε∈(0,4),使得f〞(ε)=g〞(ε),而g〞(ε)=-1/3,所以f(ε)=-1/3.
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