设函数f(x)在[0 1]上可微 对于[0 1]上每一个x 函数f(x)的值都在开区间(0 1)内
设函数f(x)在[0,1]上可微,对于[0,1]上每一个x,函数f(x)的值都在开区间(0,1)内,且fˊ(x)≠1,证明:在(0,1)内有且仅有一个x,使f(x)=x.
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参考解答
正确答案:令F(x)=f(x)-x由题设可知F(x)在[01上连续又因0<f(x)<1所以 F(0)=f(0)-0>0F(1)=f(1)-1<0 由闭区间上连续函数的零点定理可知在(01)内至少有一个x使F(x)=0即f(x)=x. 用反证法证F(x)在(01)内至多有一个零点. 若不然x1x2∈(01)x1<x2使得 f(x1)=x1f(x2)=x2 由拉格朗日中值定理至少存在一个x∈(x1x)∈(01)使得与题设矛盾.综上所述命题得证.
令F(x)=f(x)-x,由题设可知F(x)在[0,1上连续,又因0<f(x)<1,所以F(0)=f(0)-0>0,F(1)=f(1)-1<0由闭区间上连续函数的零点定理可知,在(0,1)内至少有一个x,使F(x)=0,即f(x)=x.用反证法证F(x)在(0,1)内至多有一个零点.若不然,x1,x2∈(0,1),x1<x2,使得f(x1)=x1,f(x2)=x2由拉格朗日中值定理,至少存在一个x∈(x1,x)∈(0,1),使得与题设矛盾.综上所述,命题得证.
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