设函数f(x)在[0,1]上连续且不恒为零,在(0,1)内可导,且f(0)=0,证明:存在ξ∈(0,1),使得f(ξ)f‘(ξ)>0
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/20 09:12:35
设函数f(x)在[0,1]上连续且不恒为零,在(0,1)内可导,且f(0)=0,证明:存在ξ∈(0,1),使得f(ξ)f‘(ξ)>0
设函数f(x)在[0,1]上连续且不恒为零,在(0,1)内可导,且f(0)=0,证明:存在ξ∈(0,1),使得f(ξ)f‘(ξ)>0
设函数f(x)在[0,1]上连续且不恒为零,在(0,1)内可导,且f(0)=0,证明:存在ξ∈(0,1),使得f(ξ)f‘(ξ)>0
f(x) = f(0) +f'(ξ)x ( Taylor expansion)
put x=ξ
f(ξ) = f'(ξ)ξ
f'(ξ)f(ξ) = [f(ξ)]^2/ξ >0
∵f(x)在[0,1]上连续且不恒为零
∴存在一点A∈(0,1),使得f(x)在[0,A]内成单调递增或递减
假设f(x)在[0,A]内成单调递增,则对于任一点ξ∈(0,A),f(ξ)>f(0)=0,且f‘(ξ)>0,∴f(ξ)f‘(ξ)>0
假设f(x)在[0,A]内成单调递减,则对于任一点ξ∈(0,A),f(ξ)
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∵f(x)在[0,1]上连续且不恒为零
∴存在一点A∈(0,1),使得f(x)在[0,A]内成单调递增或递减
假设f(x)在[0,A]内成单调递增,则对于任一点ξ∈(0,A),f(ξ)>f(0)=0,且f‘(ξ)>0,∴f(ξ)f‘(ξ)>0
假设f(x)在[0,A]内成单调递减,则对于任一点ξ∈(0,A),f(ξ)
综上所述,存在一点ξ∈(0,A)亦即ξ∈(0,1),使得f(ξ)f‘(ξ)>0
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因为f(x)不横为0,所以存在这样的t∈(0,1)使得f(t)>0或者<0,
不妨假设f(t)>0,且对于任意x∈(0,t)都有f(x)>0
即得(f(t)-f(0))/(t-0)>0
根据洛比塔法则存在这样的ξ∈(0,t)
f‘(ξ)=(f(t)-f(0))/(t-0)
且f(ξ)>0
综上所述f(ξ)f‘(ξ)>0为什么可以“不妨设”f(t)>0...
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因为f(x)不横为0,所以存在这样的t∈(0,1)使得f(t)>0或者<0,
不妨假设f(t)>0,且对于任意x∈(0,t)都有f(x)>0
即得(f(t)-f(0))/(t-0)>0
根据洛比塔法则存在这样的ξ∈(0,t)
f‘(ξ)=(f(t)-f(0))/(t-0)
且f(ξ)>0
综上所述f(ξ)f‘(ξ)>0
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