问题 问答题

设0<a<6,g(x)在[a,a+b]上连续,在(a,a+b)内可导,且f(a)=b,f(b)=a,f(a+b)=a+b,证明存在一点ξ∈(a,a+b)使得f'(ξ)+g'(ξ)[f(ξ)-ξ|=1.

答案

参考答案:[分析与证明] 把要证的等式变形成
[f'(ξ)-1]+g'(ξ)[f(ξ)-ξ]=0,ξ∈(a,a+b).
即要证在(a,a+b)内[f'(x)-1]+g'(x)[f(x)-x]存在零点.
[*][f(x)-x]+g'(x)[f(x)-x]在(a,a+b)存在零点.
[*]μ(x)[(f(x)-x)'+g'(x)(f(x)-x)]在(a,a+b)存在零点.
其中[*]
[*] (eg(x) (f(x)-x))'在(a,a+b)存在零点.
证明:令F(x)=[f(x)-x]eg(x)
F(x)在[a,a+b]内连续,在(a,a+b)内可导.
F(a)=[f(a)-a]eg(a)=(b-a)eg(a)>0,
F(b)=f(b)-b]eg(b)=(a-b)eg(b)<0.
由连续函数中值定理,存在x0∈(a,b),使F(x0)=0.
又F(a+b)=[f(a+b)-(a+b)]eg(a+b)=0,所以F(x)在[x0,a+b内满足罗尔定理条件,所以至少存在ξ∈(x0,a+b)[*](a,a+b)内,使得F'(ξ)=0,即
F'(ξ)+g'(ξ)[F(ξ)-ξ]=1.

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