问题 解答题
设定义域在[x1,x2]的函数y=f(x)的图象为C,C的端点分别为A、B,M是C上的任一点,向量
OA
=(x1y1),
OB
=(x2y2),
OM
=(x,y)
,若x=λx1+(1-λ)x2,记向量
ON
OA
+(1-λ)
OB
,现定义“函数y=f(x)在[x1,x2]上可在标准K下线性近似”是指|
MN
|≤K
恒成立,其中K是一个正数.
(1)证明:0≤λ≤1(2);
(3)请你给出一个标准K的范围,使得[0,1]上的函数y=x2(4)与y=x3(5)中有且只有一个可在标准K下线性近似.
答案

(1)由题意,x1≤x≤x2,即x1≤λx1+(1-λ)x2≤x2,∴x1-x2≤λ(x1-x2)≤0.

∵x1-x2<0,∴0≤λ≤1.

(2)由

ON
OA
+(1-λ)
OB

所以B、N、A三点在一条直线上.

又由(1)的结论,N在线段AB上,且与点M的横坐标相同.

对于[0,1]上的函数y=x2,A(0,0),B(1,1),

则有||

MN
||=x-x2=
1
4
-(x-
1
2
)
2
,故|
MN
|∈[0,
1
4
]

对于[0,1]上的函数y=x3,则有=x-x3=g(x).

在(0,1)上,g′(x)=1-3 x2

可知在(0,1)上y=g(x)只有一个极大值点x=

3
3

所以函数y=g(x)在(0,

3
3
)上是增函数;在(
3
3
,1)上是减函数.

又g(

3
3
)=
2
3
9
,故[0,|
MN
|∈[0,
2
3
9
]
].

经过比较,

1
4
2
3
9
,所以取k[
1
4
2
3
9
),则有函数y=x2在[0,1]上可在标准k下线性近似,函数y=x3在[0,1]上不可在标准k下线性近似.

名词解释
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