问题 问答题

设函数f(x)在[-2,2]上二阶可导,且|f(x)|≤1,又f2(0)+[f’(0)]2=4.
试证:在(-2,2)内至少存在一点ξ,使得f(ξ)+f"(ξ)=0.

答案

参考答案:本题是中值定理考题,涉及多个重要的定理,需要考生具有较强的运算和逻辑推理能力,是一道难题.
由拉格朗日中值定理,得
[*]
又根据题设条件,|f(x)|≤1,得
[*]
令ψ(x)=f2(x)+[f’(x)]2,则ψ(ξ1)≤2,ψ(ξ2)≤2.
因为ψ(x)在[ξ1,ξ2]上连续,且ψ(0)=4,设ψ(x)在[ξ1,ξ2]上的最大值在ξ∈[ξ1,ξ2][*](-2,2)上取到,则ψ(ξ)>≥4,且ψ在[ξ1,ξ2]上可导,由费马定理有ψ’(ξ)=0,即
2f(ξ)·f’(ξ)+2f’(ξ)·f"(ξ)=0.
因为|f(x)|≤1,且ψ(ξ)≥4,所以f’(ξ)≠0,于是有
f(ξ)+f"(ξ)=0,ξ∈(-2,2).

问答题
单项选择题