罗尔定理:设函数(x)满足条件:(1)在闭区间[a,b]上连续;(2)在开区间(a,b)内可导;(3)(a)=(b),则在(a,b)内至少存在一点ξ,使得,′(ξ)=0。证明这个定理并说明其几何意义。

题目
罗尔定理:设函数(x)满足条件:(1)在闭区间[a,b]上连续;(2)在开区间(a,b)内可导;(3)(a)=(b),则在(a,b)内至少存在一点ξ,使得,′(ξ)=0。证明这个定理并说明其几何意义。


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  • 第1题:

    在区间[0,8]上,下列中哪个结论是正确的?
    A.罗尔定理不成立 B.罗尔定理成立,且ζ=2
    C.罗尔定理成立,且ζ=4 D.罗尔定理成立,且ζ=8


    答案:C
    解析:
    提示:验证函数是否满足罗尔定理的条件,利用罗尔定理结论求出ζ值如下。
    f(x)在[0,8]上连续,在(0,8)内可导,且f(0)=f(8)=0,利用罗尔定理,在(0,8)之间至

  • 第2题:

    设函数f(x)在区间[0,1]上具有2阶导数,且,证明:
      (Ⅰ)方程f(x)=0在区间(0,1)内至少存在一个实根;
      (Ⅱ)方程在区间(0,1)内至少存在两个不同实根.


    答案:
    解析:

  • 第3题:

    下列函数在区间[0,3]上不满足拉格朗日定理条件的是( )《》( )


    答案:C
    解析:

  • 第4题:

    设?(x)为开区间(a,b)上的可导函数,则下列命题正确的是( )

    A.(x)在(a,b)上必有最大值
    B.(x)在(a,b)上必一致连续
    C.(x)在(a,b)上必有界
    D.(x)在(a,b)上必连续

    答案:D
    解析:
    根据微积分的知识,可导的函数必连续,


  • 第5题:

    函数y=x2-x+1在区间[-1,3]上满足拉格朗日中值定理的ξ=(  )


    答案:D
    解析:
    y=x2-x+1在[-1,3]上满足拉格朗日中值定理,

  • 第6题:

    设函数在(a,b)内连续,则在(a,b)内()。

    • A、f(x)必有界
    • B、f(x)必可导
    • C、f(x)必存在原函数
    • D、D.必存在一点ξ∈(a,,使f(ξ)=0

    正确答案:C

  • 第7题:

    单选题
    设函数在(a,b)内连续,则在(a,b)内()。
    A

    f(x)必有界

    B

    f(x)必可导

    C

    f(x)必存在原函数

    D

    D.必存在一点ξ∈(a,,使f(ξ)=0


    正确答案: A
    解析: 暂无解析

  • 第8题:

    问答题
    设不恒为常数的函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,且f(a)=f(b)。证明:在(a,b)内至少存在一点ξ,使得f′(ξ)>0。

    正确答案:
    因为f(x)不恒为常数,且f(a)=f(b),故必存在一点c∈(a,b),满足f(c)≠f(a)=f(b)。
    若f(c)>f(a)=f(b),f(x)在[a,c]上满足拉格朗日中值定理,故至少存在一点ξ∈(a,c)⊂(a,b),使得f′(ξ)=[f(c)-f(a)]/(c-a)>0。
    若f(c)0。综上命题得证。
    解析: 暂无解析

  • 第9题:

    问答题
    设函数f(x),g(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内二阶可导,且存在相等的最大值。若f(a)=g(a),f(b)=g(b),证明:  (1)存在η∈(a,b)使f(η)=g(η);  (2)存在ξ∈(a,b)使f″(ξ)=g″(ξ)。

    正确答案:
    (1)构造函数h(x)=f(x)-g(x),由f(a)=g(a),f(b)=g(b)可知,h(a)=h(b)=0。可设f(x),g(x)在(a,b)内的最大值M,分别在α∈(a,b),β∈(a,b)处取得。
    当α=β时,令η=α,则h(η)=0;
    当α≠β时,h(α)=f(α)-g(α)=M-g(α)≥0,h(β)=f(β)-g(β)=f(β)-M≤0。由介值定理可知,存在介于α和β之间的点η使得h(η)=0。综上所述,∃η∈(a,b),使得h(η)=0。
    (2)根据罗尔定理可知,∃ξ1∈(a,η),∃ξ2∈(η,b),使得h′(ξ1)=h′(ξ2)=0。再由罗尔定理可知,∃ξ∈(ξ12)⊂(a,b),使得h″(ξ)=0,即f″(ξ)=g″(ξ)。
    解析: 暂无解析

  • 第10题:

    问答题
    设f′(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且f(a)f(b)>0,f(a)f[(a+b)/2]<0,试证至少存在一个点ξ∈(a,b)使f′(ξ)=f(ξ)。

    正确答案:
    构造函数F(x)=e-xf(x)。
    不妨设f(a)>0,则f(b)>0,f[(a+b)/2]<0。故F(a)=e-af(a)>0,F[(b+a)/2]=e-(b+a)/2f[(b+a)/2]<0,F(b)=e-bf(b)>0。
    又F(x)在[a,(b+a)/2]和[(b+a)/2,b]上连续,则必∃c1∈(a,(b+a)/2),c2∈((b+a)/2,b),使F(c1)=F(c2)=0。
    F(x)在[c1,c2]上满足罗尔定理的条件,故∃ξ∈(c1,c2)⊂(a,b),使F′(ξ)=e-ξ[f′(ξ)-f(ξ)]=0,即f′(ξ)=f(ξ),(e-ξ>0)。
    解析: 暂无解析

  • 第11题:

    单选题
    设函数f(x)在区间[1,+∞)内二阶可导,且满足条件f(1)=f′(1)=0,x>1时f″(x)<0,则g(x)=f(x)/x在(1,+∞)内(  )。
    A

    曲线是向上凹的

    B

    曲线是向上凸的

    C

    单调减少

    D

    单调增加


    正确答案: C
    解析:
    判断函数的单调性及凹凸性,需求出其导函数和二阶导数,并判断其正负号。g′(x)=[xf′(x)-f(x)]/x2,构造函数F(x)=xf′(x)-f(x),F′(x)=xf″(x)<0(题中已给出f″(x)<0),故F(x)单调减少。则F(x)<F(1)=0,故g′(x)<0,即g(x)在(1,+∞)内单调减少。

  • 第12题:

    问答题
    设f(x)在闭区间[0,c]上连续,其导数f′(x)在开区间(0,c)内存在且单调减少,f(0)=0,试应用拉格朗日中值定理证明不等式:f(a+b)≤f(a)+f(b),其中a,b满足条件0≤a≤b≤a+b≤c。

    正确答案:
    f(a+b)-f(a)-f(b)=[f(a+b)-f(b)]-[f(a)-f(0)]。
    因为f(x)在区间(0,a),(b,a+b)上满足拉格朗日中值定理,因此分别存在ξ∈(0,a),η∈(b,a+b),使得f(a)-f(0)=af′(ξ),f(a+b)-f(b)=af′(η),从而有f(a+b)-f(a)-f(b)=a[f′(η)-f′(ξ)]。
    又f′(x)在(0,c)上单调减少,故f′(η)≤f′(ξ),故f(a+b)-f(a)-f(b)≤0,即f(a+b)≤f(a)+f(b)。
    解析: 暂无解析

  • 第13题:

    设f(x)在闭区间[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且f(0)=0,


    答案:
    解析:

  • 第14题:

    (Ⅰ)证明拉格朗日中值定理:若函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,则存在ξ∈(a,b),使得f(b)-f(a)=f'(ξ)(b-a);(Ⅱ)证明:若函数f(x)在x=0处连续,在(0,δ)(δ>0)内可导,且=A,则存在,且.


    答案:
    解析:

  • 第15题:

    设f(x)为开区间(a,b)上的可导函数,则下列命题正确的是( )。

    A.f(x)在(a,b)上必有最大值

    B.f(x)在(a,b)上必一致连续

    C.f(x)在(a,b)上必有

    D.f(x)在(a,b)上必连续

    答案:D
    解析:
    本题主要考查连续函数的特点。f(x)为开区间(a,b)上的可导函数,则可能出现极值,不一定存在最大值,当函数为分段函数时,不一定有界,故A、C两项错误。可导的函数一定连续,但连续的函数不一定可导,故D项正确。只有f(x)为闭区间[a,b]上的可导函数时才符合一致连续,故B项错误。

  • 第16题:

    函数y=sinx在区间[0,π]上满足罗尔定理的ξ=(  )


    答案:C
    解析:

  • 第17题:

    函数y=cosx在[0,2x]上满足罗尔定理,则ξ= .


    答案:
    解析:
    【答案】π【考情点拨】本题考查了罗尔定理的知识点.
    【应试指导】


  • 第18题:

    问答题
    设函数f(x)在闭区间[0,1]上可微,对于[0,1]上的每一个x,函数f(x)的值都在开区间(0,1)内,且f′(x)≠1,证明在(0,1)内有且仅有一个x,使得f(x)=x。

    正确答案:
    首先证明存在性。
    作辅助函数F(x)=f(x)-x,由题设00。
    根据连续函数介值定理,在(0,1)上至少存在一点ξ∈(0,1),使得F(ξ)=0。即f(ξ)-ξ=0。
    用反证法证明唯一性。
    设012<1,且f(x1)=x1,f(x2)=x2,即F(x1)=F(x2)=0。
    根据罗尔定理知,存在x0∈(x1,x2)⊂(0,1)使得F′(x0)=0,即f′(x0)=1,这与题目中f′(x)≠1相矛盾,故在(0,1)内有且仅有一个x,使得f(x)=x。
    解析: 暂无解析

  • 第19题:

    问答题
    设函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且f(a)=f(b)=1/2。证明:必∃ξ、η∈(a,b),使e2ξ=(eb+ea)[f′(η)+f(η)]eη。

    正确答案:
    构造函数φ(x)=exf(x),则由f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)上可微,可知,φ(x)在[a,b]上连续,且φ′(x)=ex[f′(x)+f(x)]在(a,b)上有意义。
    由拉格朗日中值定理得,必∃η∈(a,b)使ebf(b)-eaf(a)=eη[f′(η)+f(η)](b-a)。
    又f(a)=f(b)=1/2,则上式为(eb-ea)/(b-a)=2eη[f′(η)+f(η)]①
    令g(x)=e2x,则g(x)在[a,b]上连续,且g′(x)=2e2x在(a,b)上有意义。
    由拉格朗日中值定理知,必∃ξ∈(a,b),使(e2b-e2a)/(b-a)=2e2ξ,即(eb-ea)/(b-a)=2e2ξ/(eb+ea)②
    由①②得2e2ξ/(eb+ea)=2eη[f′(η)+f(η)],即e2ξ=(eb+ea)eη[f′(η)+f(η)]。
    解析: 暂无解析

  • 第20题:

    问答题
    设f(x)在[a,b]上连续(a>0),在(a,b)内可导,证明:必∃ξ∈(a,b),使[f(a)-f(ξ)]/(ξ2-b2)=f′(ξ)/(2ξ)。

    正确答案:
    构造函数φ(x)=(x2-b2)[f(a)-f(x)],则φ′(x)=2x[f(a)-f(x)]-(x2-b2)f′(x)在(a,b)上有意义。
    而φ(a)=0=φ(b)。则由罗尔定理得,必∃ξ∈(a,b),使φ′(ξ)=2ξ[f(a)-f(ξ)]-(ξ2-b2)f′(ξ)=0。
    即[f(a)-f(ξ)]/(ξ2-b2)=f′(ξ)/(2ξ)。
    解析: 暂无解析

  • 第21题:

    单选题
    设P(x)是在区间[α,b]上的y=f(x)川的分段线性插值函数,以下条件中不是P(x)必须满足的条件为( )。
    A

    P(x)在[a,b]上连续

    B

    P(Xk)=Yk

    C

    P(x)在[α,b]上可导

    D

    P(x)在各子区间上是线性函数


    正确答案: C
    解析: 暂无解析

  • 第22题:

    问答题
    设f(x)在[0,π]上连续,在(0,π)内可导,证明:必∃ξ∈(0,π),使f′(ξ)+3f(ξ)cotξ=0。

    正确答案:
    构造函数φ(x)=sin3x·f(x),则由于f(x)在[0,π]上连续,故φ(x)也在[0,π]上连续。
    且φ′(x)=sin3x·f′(x)+3sin2xcosx·f(x)在(0,π)有意义。
    又φ(0)=φ(π)=0,根据罗尔定理得,必∃ξ∈(0,π),使φ′(ξ)=sin3ξ·f′(ξ)+3sin2ξcosξ·f(ξ)=0,即sin3ξ[f′(ξ)+3f(ξ)cotξ]=0。
    而(0,π)上sinξ≠0。故f′(ξ)+3f(ξ)cotξ=0。
    解析: 暂无解析

  • 第23题:

    单选题
    函数f(x)在[0,+∞)上连续,在(0,+∞)内可导,且f(0)<0,f′(x)≥k>0,则在(0,+∞)内f(x)(  )。
    A

    没有零点

    B

    至少有一个零点

    C

    只有一个零点

    D

    有无零点不能确定


    正确答案: A
    解析:
    由f′(x)≥k>0知f(x)单调增加,又f(0)<0,且f(x)在[0,+∞)上连续,在(0,+∞)内可导,故f(x)只有一个零点。