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问答题罗尔定理,设函数f(x)满足条件:(1)在闭区间[a,b]上连续;(2)在开区间(a,b)内可导;(3)f(a)=f(b),则在(a,b)内至少存在一点,使得f’(ξ)=0。证明这个定理并说明其几何意义。
参考答案:因f(x)在闭区间[a,b]上连续,所以在[a,b]上一定可以取到最大值M和最小值m。 (1)若M=m,则f(x)在[a,b]上是常数f(x)=M,x∈[a,b]。从而f(x)=0,因此,任取ξ∈(a,b)都有f(ξ)=0。
(2)若M≠m,则M,m中至少有一个不等于f(a),不妨设f(a)≠M。因此,函数f(x)在内(a,b)某一点ξ处取到最大值M。我们来证f(ξ)=0。
由于f(x)在ξ处取最大值,所以不论△x为正或为负,总有f(ξ+△x)-f(ξ)≤0。当△x>0时,≤0,。
同理,当△x<0时,
根据题意,f(x)在ξ点处可导,所以定理得证。
几何意义:设y=f(x)是一条连续光滑的曲线,并且在点A,B处的纵坐标相等,即f(a)=f(b),如图,那么我们容易看出,在弧AB上至少有一点C(ξ,f’(ξ)),曲线在C点有水平切线。
答案解析:
涉及考点
《数学学科知识与教学能力》(高级中学)
第一章 学科知识
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