📜  罗尔和拉格朗日中值定理

📅  最后修改于: 2021-06-24 15:20:55             🧑  作者: Mango

平均值定理(MVT)是数学教育文献中经常出现的定理之一。它是用来证明微分和积分微积分中许多其他定理的最重要工具之一。有时以特殊情况(罗尔定理)进行讲授。罗尔定理以法国数学家米歇尔·罗尔(Michel Rolle(1652-1719))的名字命名,他建立了现在第n个根的通用符号,并坚持认为-a> -b对于正a和b,a

罗尔定理

它声明如果y = f(x)并给出间隔[a,b],并且它满足以下条件:

  1. f(x)在[a,b]中是连续的。
  2. f(x)在(a,b)中是可微的。
  3. f(a)= f(b)

然后,至少存在一个实数c∈(a,b),使得f’(c)= 0。

罗尔定理的证明

样本问题

问题1:确定在[-1,3]上满足f(x)= x 2 – 2x – 8的Rolle定理的所有点’c’。

解决方案:

问题2:确定在区间[-2,1]上满足f(x)= 2x- x 2 – x 3的rolle定理的所有点“ c”。

解决方案:

问题3:检查x∈[5,9]的rolle定理是否适用于函数f(x)= [x]。

解决方案:

均值定理

它是微积分中最重要的定理之一。它声明如果y = f(x)并给出间隔[a,b],并且它满足以下条件:

  • f(x)在[a,b]中是连续的。
  • f(x)在(a,b)中是可微的。

然后至少存在一个数c∈(a,b)使得f'(c) = \frac{f(b) - f(a)}{b - a}

从几何学上讲,在c处的导数表示f(x)在x = c处的切线的斜率。它说,在该间隔之间必须存在一个点,其中切线的斜率等于连接点x = a和x = b的线的斜率。

证明:

中值定理的物理解释

众所周知,在中值定理中, \frac{f(b)-f(a)} {b-a}是[a,b]上函数的平均变化,而f’(c)是’c’处的瞬时变化。它指出在间隔内瞬时变化等于某个内部点处函数的平均变化。

中值定理的应用

均值定理是分析中最重要的定理之一,因此,其所有应用都具有重要意义。下面列出了一些应用程序:

  • 莱布尼兹的法则。
  • L’医院的规则。
  • 严格增加和严格减少功能。
  • 二阶导数的对称性。
  • 如果f:(a,b)该函数是常数\rightarrow R是可微的,对于所有x \ in(a,b),f’(x)= 0。

样本问题

问题1:确定满足[2,5]上h(z)= 4z 3 – 8z 2 + 7z – 2的均值定理结论的所有数字“ c”。

解决方案:

问题2:f(x)= \frac{1}{x^{3}}找到可以应用平均值定理的时间间隔。

解决方案:

问题3:确定在区间[-2,2]中对于f(x)=满足均值定理结论的所有数字“ c” |x - 2| + |x|

解决方案:

问题4:确定满足以下条件的均值定理结论的所有数字“ c” f(t) = 8t + e^{-3t}在[-2,3]上。

解决方案: