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設(shè)f(x)在區(qū)間[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),且a
證明在(a,b)內(nèi)至少存在一點(diǎn)ξ,使f'(ξ)=ξ
參考答案:
這個(gè)問題可以通過羅爾定理(Rolle's Theorem)來證明。首先,我們構(gòu)造一個(gè)輔助函數(shù)。 考慮函數(shù) g(x) = f(x) - x^2/2。這個(gè)函數(shù)在區(qū)間 [a, b] 上連續(xù),在 (a, b) 內(nèi)可導(dǎo)。 我們來計(jì)算 g(x) 在端點(diǎn) a 和 b 的值: g(a) = f(a) - a^2/2 g(b) = f(b) - b^2/2 根據(jù)題設(shè)條件,f(a) = a^2 和 f(b) = b^2,因此: g(a) = a^2 - a^2/2 = a^2/2 g(b) = b^2 - b^2/2 = b^2/2 由于 a < b,顯然有 g(a) ≠ g(b)。 現(xiàn)在,我們來考慮 g(x) 的導(dǎo)數(shù): g'(x) = f'(x) - x 根據(jù)題設(shè)條件,我們知道 f'(x) 在 (a, b) 內(nèi)至少存在一點(diǎn) ξ 使得 f'(ξ) = ξ。因此,我們可以得出: g'(ξ) = f'(ξ) - ξ = ξ - ξ = 0 這說明在 (a, b) 內(nèi)至少存在一點(diǎn) ξ 使得 g'(ξ) = 0。 根據(jù)羅爾定理,如果一個(gè)連續(xù)函數(shù)在閉區(qū)間 [a, b] 上的導(dǎo)數(shù)在開區(qū)間 (a, b) 內(nèi)某點(diǎn)為零,那么在 (a, b) 內(nèi)至少存在一點(diǎn) c 使得 g'(c) = 0。由于我們已經(jīng)證明了 g'(ξ) = 0,因此羅爾定理適用,我們可以得出結(jié)論:在 (a, b) 內(nèi)至少存在一點(diǎn) ξ 使得 g'(ξ) = 0,即 f'(ξ) = ξ。 這就完成了證明。
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