首页 - 网校 - 万题库 - 美好明天 - 直播 - 导航
热点搜索
学员登录 | 用户名
密码
新学员
老学员
您现在的位置: 考试吧 > 考研 > 考研复习指导 > 考研数学复习指导 > 考研高数 > 正文

2017考研高数重要定理证明解读:微分中值定理的证明

来源:考试吧 2016-9-7 8:20:23 要考试,上考试吧! 考研万题库
2017考研高数重要定理证明解读:微分中值定理的证明,更多2017考研数学大纲、2017考研数学指导、2017考研数学备考经验等信息,请及时关注考试吧考研网或搜索公众微信号“考试吧考研”!

  >>>>关注考试吧考研微信 获取2017考研精华备考资料!

  考研数学有四大重要定力证明需要大家熟练掌握,它们是微分中值定理的证明、求导公式的证明、积分中值定理和微积分基本定理的证明,下文我们来看的是微分中值定理的证明。

  这一部分内容比较丰富,包括费马引理、罗尔定理、拉格朗日定理、柯西定理和泰勒中值定理。除泰勒中值定理外,其它定理要求会证。

  费马引理的条件有两个:1.f'(x0)存在2.f(x0)为f(x)的极值,结论为f'(x0)=0。考虑函数在一点的导数,用什么方法?自然想到导数定义。我们可以按照导数定义写出f'(x0)的极限形式。往下如何推理?关键要看第二个条件怎么用。“f(x0)为f(x)的极值”翻译成数学语言即f(x)-f(x0)<0(或>0),对x0的某去心邻域成立。结合导数定义式中函数部分表达式,不难想到考虑函数部分的正负号。若能得出函数部分的符号,如何得到极限值的符号呢?极限的保号性是个桥梁。

  费马引理中的“引理”包含着引出其它定理之意。那么它引出的定理就是我们下面要讨论的罗尔定理。若在微分中值定理这部分推举一个考频最高的,那罗尔定理当之无愧。该定理的条件和结论想必各位都比较熟悉。条件有三:“闭区间连续”、“开区间可导”和“端值相等”,结论是在开区间存在一点(即所谓的中值),使得函数在该点的导数为0。

  该定理的证明不好理解,需认真体会:条件怎么用?如何和结论建立联系?当然,我们现在讨论该定理的证明是“马后炮”式的:已经有了证明过程,我们看看怎么去理解掌握。如果在罗尔生活的时代,证出该定理,那可是十足的创新,是要流芳百世的。

  闲言少叙,言归正传。既然我们讨论费马引理的作用是要引出罗尔定理,那么罗尔定理的证明过程中就要用到费马引理。我们对比这两个定理的结论,不难发现是一致的:都是函数在一点的导数为0。话说到这,可能有同学要说:罗尔定理的证明并不难呀,由费马引理得结论不就行了。大方向对,但过程没这么简单。起码要说清一点:费马引理的条件是否满足,为什么满足?

  前面提过费马引理的条件有两个——“可导”和“取极值”,“可导”不难判断是成立的,那么“取极值”呢?似乎不能由条件直接得到。那么我们看看哪个条件可能和极值产生联系。注意到罗尔定理的第一个条件是函数在闭区间上连续。我们知道闭区间上的连续函数有很好的性质,哪条性质和极值有联系呢?不难想到最值定理。

  那么最值和极值是什么关系?这个点需要想清楚,因为直接影响下面推理的走向。结论是:若最值取在区间内部,则最值为极值;若最值均取在区间端点,则最值不为极值。那么接下来,分两种情况讨论即可:若最值取在区间内部,此种情况下费马引理条件完全成立,不难得出结论;若最值均取在区间端点,注意到已知条件第三条告诉我们端点函数值相等,由此推出函数在整个闭区间上的最大值和最小值相等,这意味着函数在整个区间的表达式恒为常数,那在开区间上任取一点都能使结论成立。

  拉格朗日定理和柯西定理是用罗尔定理证出来的。掌握这两个定理的证明有一箭双雕的效果:真题中直接考过拉格朗日定理的证明,若再考这些原定理,那自然驾轻就熟;此外,这两个的定理的证明过程中体现出来的基本思路,适用于证其它结论。

  以拉格朗日定理的证明为例,既然用罗尔定理证,那我们对比一下两个定理的结论。罗尔定理的结论等号右侧为零。我们可以考虑在草稿纸上对拉格朗日定理的结论作变形,变成罗尔定理结论的形式,移项即可。接下来,要从变形后的式子读出是对哪个函数用罗尔定理的结果。这就是构造辅助函数的过程——看等号左侧的式子是哪个函数求导后,把x换成中值的结果。这个过程有点像犯罪现场调查:根据这个犯罪现场,反推嫌疑人是谁。当然,构造辅助函数远比破案要简单,简单的题目直接观察;复杂一些的,可以把中值换成x,再对得到的函数求不定积分。

长按二维码关注即可获得考研秘籍
获取2017考研报名时间
获取10页精华点题讲义
获取2套仿真内部资料
获取历年考试真题试卷

考研万题库手机题库下载微信搜索"考试吧考研"

  编辑推荐:

  2017年考研报名时间安排已公布微信提醒

  考试吧独家策划:2017年考研大纲及解析专题

  2007-2016考研《数学》真题及答案|解析|估分|下载

  2017年考研数学高数42句口诀必背

  2017年考研数学必须死磕的125个知识点

文章搜索
万题库小程序
万题库小程序
·章节视频 ·章节练习
·免费真题 ·模考试题
微信扫码,立即获取!
扫码免费使用
考研英语一
共计364课时
讲义已上传
53214人在学
考研英语二
共计30课时
讲义已上传
5495人在学
考研数学一
共计71课时
讲义已上传
5100人在学
考研数学二
共计46课时
讲义已上传
3684人在学
考研数学三
共计41课时
讲义已上传
4483人在学
推荐使用万题库APP学习
扫一扫,下载万题库
手机学习,复习效率提升50%!
版权声明:如果考研网所转载内容不慎侵犯了您的权益,请与我们联系800@exam8.com,我们将会及时处理。如转载本考研网内容,请注明出处。
官方
微信
扫描关注考研微信
领《大数据宝典》
下载
APP
下载万题库
领精选6套卷
万题库
微信小程序
帮助
中心
文章责编:wuxiaojuan825