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问题 问答题

证明下列结论:
(Ⅰ)设f’(x0)=0,f"(x0)>0,则存在δ>>0使得y=f(x)在(x0-δ,x0]单调减少,在[x0,x0+δ)单调增加;
(Ⅱ)设f(x)在[0,1]连续,在(0,1)二阶可导且f(0)=f(1)=0,f"(x)<0(x∈(0,1)),则f(x)>0(x∈(0,1)).又设

,则存在唯一的ξ∈(0,1),使得f’(ξ)=M.

答案

参考答案:[分析与证明] (Ⅰ)由二阶导数定义
[*]
及极限的不等式性质[*][*]δ>0,当x∈(x0-δ,x0+δ)且x≠x0时[*]
[*]
(Ⅱ)由假设条件及罗尔定理,[*]a∈(0,1),f’(a)=0.由f’(x)在[*]
[*]
[*]
下证另一结论.
[*]
方法1° 要证:f’(x)-M在(0,1)3零点[*][f(x)-Mx]’在(0,1)[*]零点.
作辅助函数[*]在[0,1]连续,在(0,1)可导,F(0)=f(0)=0.再找F(x)在(0,1)的一个零点.由
F(0)=f(0)-Ma=M(1-a)>0,
F(1)=f(1)-M=-M<0
[*],使得F(η)=0.
在[0,η]∈[0,1]上对F(x)用罗尔定理:[*]使得F’(ξ)=0,即
f’(ξ)=M.
方法2° 同前分析,作辅助函数
F(x)=f(x)-Mx,
F(x)在[0,1]连续,在(0,1)可导,且
F(0)=0,F(a)=M(1-0)>0,F(1)=-M<0
[*]F(x)在[0,1]的最大值不能在x=0或x=1取到[*]使得[*]由费马定理[*]即f’(ξ)=M.
方法3° 先证M是f’(x)的某一中间值.由[*]
又由拉格朗日中值定理,[*]使得
[*]
亦即 f’(0)<M<f’(η).
由连续函数中间值定理[*]使得f’(ξ)=M.
最后证唯一性.由[*]
f’(ξ)=M.

单项选择题 A2型题
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