在给出微分学中值定理的数学定义之前,我们先从几何的角度看一个问题,如下:
设有连续函数,a与b是它定义区间内的两点(a<b),假定此函数在(a,b)处处可导,也就是在(a,b)内的函数图形上处处都由切线,那末我们从图形上容易直到, 差商就是割线AB的斜率,若我们把割线AB作平行于自身的移动,那么至少有一次机会达到离割线最远的一点P(x=c)处成为曲线的切线,而曲线的斜率为,由于切线与割线是平行的,因此 成立。 注:这个结果就称为微分学中值定理,也称为拉格朗日中值定理
拉格朗日中值定理 如果函数在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,那末在(a,b)内至少有一点c,使 成立。
这个定理的特殊情形,即:的情形,称为罗尔定理。描述如下: 若在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,且,那末在(a,b)内至少有一点c,使成立。 注:这个定理是罗尔在17世纪初,在微积分发明之前以几何的形式提出来的。 注:在此我们对这两个定理不加以证明,若有什么疑问,请参考相关书籍
下面我们在学习一条通过拉格朗日中值定理推广得来的定理——柯西中值定理柯西中值定理 如果函数,在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,且≠0,那末在(a,b)内至少有一点c,使成立。
例题:证明方程在0与1之间至少有一个实根 证明:不难发现方程左端是函数的导数: 函数在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且,由罗尔定理 可知,在0与1之间至少有一点c,使,即 也就是:方程在0与1之间至少有一个实根
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