问题
问答题
设f(x)在[0,1]上连续,在(0,1)内二次可导,且f(x)在[0,1]上的最大值M=2,最小值m=0,求证:若f(x)的最大值点或最小值点至少有一个是区间(0,1)内的点,则在(0,1)内必存在两点ξ与η,使得|f’(ξ)|>2,|f"(η)|>4成立.
答案
参考答案:由题设知,存在x1,x2∈[0,1],使得f(x1)=M=2,f(x2)=m=0.
由拉格朗日中值定理知,在x1与x2之间存在一点ξ,使得
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因f(x1)-f(x2)=2-0=2,又|x2-x1|<1,故
[*]
为了确定起见,我们可设f(x)在[0,1]上的最大值M在(0,1)内的点x1处取得,而f(x)在[0,1]上的最小值m在[0,1]上的某点x2≠x1取得.因x1∈(0,1),又f(x1)=[*],故
f’(x1)=0.
将f(x2)在x=x1展开成一阶泰勒公式,得
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其中η在x1与x2之间,故η∈(0,1).将函数值f(x2)=0,f(x1)=2,f’(x1)=0代入上式
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由此可得 [*]
若m=f(x2)且x2∈(0,1),可类似证明.