第六讲 中值定理

高等数学

中值定理:考证明题,10'(①4‘+②6’)

十大定理(1-4为f(x),5-9为f'(x),10为abf(x)dx

  1. 定理1—有界与最值定理
  2. 定理2—介值定理
  3. 定理3—平均值定理
  4. 定理4—零点定理
  5. 定理5—费马定理
  6. 定理6—罗尔定理
  7. 定理7—拉格朗日中值定理
  8. 定理8—柯西中值定理
  9. 定理9—泰勒公式
  10. 定理10—积分中值定理

# 一、涉及函数的中值定理

# 1、定理1(有界与最值定理)

f(x)[a,b]mf(x)MmMf(x)[a,b].

# 2、定理2(介值定理)

f(x)[a,b]mμMξ(a,b),使f(ξ)=μ.

# 3、定理3(平均值定理/离散的的平均值定理)

a<x1<x2<···<xn<b[x1xn]ξ使f(ξ)=f(x1)+f(x2)+···+f(xn)n.()

注:

定理3是(离散的)平均值定理:f(ξ)=1ni=1nf(xi).()(n)

定理10是(连续的)平均值定理:f(ξ)=1ba·abf(x)dx=f(x).(ba)

# 4、定理4(零点定理)

f(a)·f(b)<0ξa,b,使f(ξ)=0.x

# 例题

1、f(x)[a,b]ax1x2···xnbξ[x1,xn],使f(ξ)=f(x1)+f(x2)+···+f(xn)n.

分析:mf(x)Mmf(x1)Mmf(x2)M···mf(xn)Mn·mf(x1)+f(x2)+···+f(xn)n·Mmf(x1)+f(x2)+···+f(xn)nMmμMmf(ξ)Mf(ξ)=f(x1)+f(x2)+···+f(xn)n

2、f(x)[a,b]ax1x2···xnbξ[a,b],使f(ξ)=f(x1)+f(x2)+···+f(xn)n.

# 二、设计导数(微分)的中值定理

# 5、定理5(费马定理)

f(x)x0{,,f(x0)=0.

费马大定理:xn+yn=zn(n>2)

证明:

证明导数在某一点等于几,用定义。f(x0)=limxx0f(x)f(x0)xx0=0

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# 6、定理6(罗尔定理)

f(x){[a,b],(a,b)ξa,b,使f(ξ)=0,f(a)=f(b).

# 7、定理7(拉格朗日中值定理)

$设f(x)满足\left{ \begin{aligned} ① && 在[a,b]上连续, \ ② && 在(a,b)内可导 \ \end{aligned} \right. $

ξa,b,使f(b)f(a)=f(ξ)(ba)

f(ξ)=f(b)f(a)ba

# 8、定理8(柯西中值定理)

f(x),g(x){[a,b],(a,b)ξa,b,g(x)0.

使f(b)f(a)g(b)g(a)=f(ξ)g(ξ)

# 9、定理9(泰勒公式)

# 10、定理10(积分中值定理/连续的平均值定理)

f(x)[a,b]ξ[a,b],使abf(x)dx=f(ξ)(ba).

证明:

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f(x)[a,b]f(x)Mmmf(x)Mmd(x)f(x)d(x)Md(x),d(x)>0abmd(x)abf(x)dxabMd(x)m(ba)abf(x)dxM(ba)mabf(x)dxbaMmμMξ[a,b]使f(ξ)=μabf(x)dxbaf(ξ)abf(x)dx=f(ξ)(ba)

最近修改于: 2024/7/14 23:45:04
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