词条 | 罗尔定理 |
释义 | § 定理 如果函数f(x)满足下面的条件: (1)在闭区间【a,b】上连续; (2)在开区间(a,b)内可导; (3)在区间端点处的函数值相等,即f(a)=f(b), 那么在(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ<b),使得 f'(ξ)=0. § 证明 根据闭区间连续函数的性质,函数f(x)在区别[a,b]上必有最大值M和最小值m,即存在x1,x2∈[a,b],使得f(x1)=M, f(x2)=m 需分成两种情况来讨论:(1)M=m (2)M≠m (1)当M=m,函数f(x)在区间[a,b]为常数M,于是其导数在区间(a,b)内为0,因此任一f'(ξ)=0; (2)当M≠m,有条件f(a)=f(b)可知,函数f(x)的最大值或最小值至少有一个在区间(a,b)内存在,不妨假设存在最大值。 即x1∈(a,b),使得f(x1)=M,根据条件f'(x1)一定存在,并通过证明可知f'(x1)=0。 f'(x1)的三种表示 后面的两个极限不等式表明了f'(x1)只能等于0,因此f'(ξ)=f'(x1)=0。 f'(x1)的两个不等式 证明完毕■ § 罗尔定理的几何解释 罗尔定理的条件表示,曲线弧是一条连续的曲线弧 ,除端点外处处有不垂直于 轴的切线,且两端点的纵坐标相等。而定理结论表明, 弧上至少有一点 ,曲线在该点切线是水平的. |
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