设函数f(x)在闭区间[0,1]上连续,在开区间(0,1)内可导,且f(0)=f(1)=1,[*].求证:对任何满足0<k<1的常数k,存在ξ∈(0,1),使f’(ξ)=-k.
参考答案:
[分析]: 这是讨论导函数在某点取定值的问题,可化归导函数零点的存在性问题.g [*]
这启示我们检验函数F(x)=f(x)+kx是否在区间[0,1]或它的某一子区间[α,β]上满足罗尔定理的全部条件.
注意F(x)在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且
[*]
从而 [*]
即F(0)是[*]和F(1)的一个中间值,由F(x)的连续性和有界闭区间上连续函数的性质知,[*]c∈([*],1),使F(c)=F(0),由此可见在闭区间[0,c]上对F(x)应用罗尔定理即可得出要证明的结论.
[证明] 令F(x)=f(x)+kx,则F(x)在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且F’(x)=f’(x)+k,F(0)=1,[*],F(1)=1+k,即[*].
由闭区间上连续函数的中间值定理知,存在[*]使F(c)=F(0),从而F(x)在区间[0,c]上满足罗尔定理的条件,故存在[*]使F’(ξ)=f’(ξ)+k=0,即f’(ξ)=-k成立.