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发表: 4/22/2026 更新: 5/22/2026 字数: 0 字 时长: 0 分钟
① ;f(x)∈c[a,b]; ② 在内可导f(x)在(a,b)内可导 ③ f(a)=f(b)
,f(x)∈c[a,b]⇒∃ m,M. ① m=M,则,有;f(x)≡C0,则 ∀ ζ∈(a,b),有f′(ζ)=0; ② m<M∵f(a)=f(b).,至少一个在内取到。∴m,M至少一个在(a,b)内取到。设设∃ ζ∈(a,b).使为极大点或不存在使f(ζ)=M⇒ζ为极大点⇒f′(ζ)=0或不存在可导∵f(x)可导∴f′(ζ)=0
例内可导例1.f(x)∈c[0,2],(0,2)内可导.3f(0)=f(1)+2f(2).证使证:∃ζ∈(0,2),使f′(ζ)=0.
证:在上有10.f(x)∈c[1,2]⇒f(x)在[1,2]上有m,M.3m≤f(1)+2f(2)≤3M⇒m≤f(1)+2f(2)3≤M.使∃c∈[1,2],使f(c)=f(1)+2f(2)3⇒f(1)+2f(2)=3f(c)20.∵f(0)=f(c)(罗尔中值定理)使∴∃ζ∈(0,c)⊂(0,2),使f′(ζ)=0
(罗尔中值定理)
① ;f(x)∈c[a,b]; ② 在内可导f(x)在(a,b)内可导
曲L曲:y=f(x)LAB:y−f(a)=f(b)−f(a)b−a(x−a)即即LAB:y=f(a)+f(b)−f(a)b−a(x−a)
令曲直令φ(x)=曲−直=f(x)−f(a)−f(b)−f(a)b−a(x−a)在内可导φ(x)∈c[a,b].在(a,b)内可导(函数的加减乘不会改变其连续性)又又φ(a)=φ(b)=0使∴∃ζ∈(a,b),使φ(ζ)′=0而而φ′(x)=f′(x)−f(b)−f(a)b−a∴f′(ζ)=f(b)−f(a)b−a
(函数的加减乘不会改变其连续性)
① 如果,则定理定理如果f(a)=f(b),则L⇒R;(Rolle定理⊂Lagrange定理) ② f′(ζ)=f(b)−f(a)b−a⇔f(b)−f(a)=f′(ζ)(b−a)⇔f(b)−f(a)=f′[a+(b−a)θ](b−a)(0<θ<1) ③ 可导则f(x)可导.则f(x)−f(a)=f′(ζ)(x−a)=f′(a+(b−a)θ)(x−a)(0<θ<1)
例求例2.limx→∞f′(x)=e.求limx→∞[f(x+1)−f(x−1)].
解:10.f(x+1)−f(x−1)=2f′(ζ)(x−1<ζ<x+1).(Lagrange)原式20.原式=2limx→∞f′(ζ)=2limζ→∞f′(ζ)=2e.
(Lagrange)
① 在上连续f(x),g(x)在[a,b]上连续; ② 在内可导f(x),g(x)在(a,b)内可导; ③ g′(x)≠0(a<x<b);
① 则定理定理Ifg(x)=x,则C⇒L;(Lagrange定理⊂Cauchy定理) ② g′(x)≠0(a<x<b)⇒{g′(ζ)≠0;g(b)−g(a)≠0; ③L:φ(x)=f(x)−f(a)−f(b)−f(a)b−a(x−a)C:φ(x)=f(x)−f(a)−f(b)−f(a)g(b)−g(a)[g(x)−g(a)]
令令φ(x)=f(x)−f(a)−f(b)−f(a)g(b)−g(a)[g(x)−g(a)]内可导φ(x)∈c[a,b],(a,b)内可导∵φ(a)=φ(b)=0使∴∃ζ∈(a,b),使φ′(ζ)=0(罗尔中值定理)而而φ′(x)=f′(x)−f(b)−f(a)g(b)−g(a)g′(x)∴f′(ζ)=f(b)−f(a)g(b)−g(a)g′(ζ)∵g′(ζ)≠0∴f(b)−f(a)g(b)−g(a)=f′(ζ)g′(ζ)
(罗尔中值定理)
在领域内阶可导f(x)在x=x0领域内n+1阶可导
Pn(x)=f(x0)+f′(x0)(x−x0)+f″(x0)2!(x−x0)2+⋯+f(n)(x0)n!(x−x0)n型介于与之间皮亚诺型Rn(x)={f(n+1)(ζ)(n+1)!(x−x0)(n+1)——Lagrange型(ζ介于x0与x之间)o((x−x0)n)——皮亚诺型Ifx0=0:f(x)=f(0)+f′(0)x+f″(0)2!x2+⋯+f(n)(0)n!xn+Rn(x)(麦克劳林公式)型介于与之间皮亚诺型Rn(x)={f(n+1)(ζ)(n+1)!(x)(n+1)——Lagrange型(ζ介于0与x之间)o((x)n)——皮亚诺型
① ex=1+x+x22!+⋯+xnn!+o(xn); ② sinx=x−x33!+x55!−x77!+⋯+(−1)n(2n+1)!x2n+1+o(x2n+1); ③ cosx=1−x22!+x44!−x66!+⋯+(−1)n(2n)!x2n+o(x2n); ④ 11−x=1+x+x2+⋯+xn+o(xn); ⑤ 11+x=1−x+x2+⋯+(−1)nxn+o(xn); ⑥ ln(1+x)=x−x22+x33−⋯+(−1)(n−1)nxn+o(xn); ⑦ (1+x)a=1+ax+a(a−1)2!x2+⋯+a(a−1)⋯(a−n+1)n!xn+o(xn).
① 在去心领域内可导且f(x),g(x)在x=x0去心领域内可导且g′(x)≠0; ② limx→x0f(x)=0,limx→x0g(x)=0; ③ limx→x0f′(x)g′(x)=A
limx→x0f′(x)g′(x)=A 是 limx→x0f(x)g(x)=A 的充分非必要条件(P⇒Q,Q⇏P).
若 limx→x0f′(x)g′(x) 不存在,limx→x0f(x)g(x) 不一定不存在(¬P⇏¬Q).
仅表明洛必达法则不适用.
① 在去心领域内可导且f(x),g(x)在x=x0去心领域内可导且g′(x)≠0; ② limx→x0f(x)=∞,limx→x0g(x)=∞; ③ limx→x0f′(x)g′(x)=A
简单证明
① 当 limx→x0f(x)g(x)=00 时,定义 f(x0)=0,g(x0)=0 ② 则 f(x)g(x)=f(x)−f(x0)g(x)−g(x0)=f′(ζ)g′(ζ) (Cauchy) ③ 当 x→x0,因为 或ζ∈(x,x0)(或(x0,x)),此时 ζ→x0 ④ 则 limx→x0f(x)g(x)=limx→x0f′(ζ)g′(ζ)=limζ→x0f′(ζ)g′(ζ)=limx→x0f′(x)g′(x)(变量替换)