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用Newton-Leibniz公式推出微分中值定理

时间:2022-09-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:设f(x)在[a,b]上连续,且在(a,b)内可导,若f′(x)满足条件:①在[a,b]上连续;②在[a,b]上只有有限个可除去间断点;此时,可定义f′(x)在间断点处的值为导数值,则f′(x)在[a,b]上也是连续的,且不会影响的值,那么,就可用Newton-Leibniz公式证明微分中值定理.设f(x)及g(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导、g′(x)≠0,且f′(x)、g′(x)满

设f(x)在[a,b]上连续,且在(a,b)内可导,若f′(x)满足条件:①在[a,b]上连续;②在[a,b]上只有有限个可除去间断点;此时,可定义f′(x)在间断点处的值为导数值,则f′(x)在[a,b]上也是连续的,且不会影响的值,那么,就可用Newton-Leibniz公式证明微分中值定理.

设f(x)及g(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导、g′(x)≠0,且f′(x)、g′(x)满足条件①或②,则F(x)=[f(b)-f(a)]g(x)-[g(b)-g(a)]f(x)在[a,b]上也连续,在(a,b)内可导,且F′(x)满足条件①或②,则由Newton-Leibniz公式知又由积分中值定理得:又因为().Fa=F(b),所以,F′(ξ)(b-a)=0,即

因此,整理得.因F′(ξ)(b-a)=0,所以F′(ξ)=0.如果F(x)是常数函数,则F′(x)≡0,那么,在(a,b)内任意取ξ均能使F′(ξ)=0,故∃ξ∈(a,b),使成立.如果f(x)不是常数函数,则F′(x)不恒为零,而F(a)=F(b),即,所以,由定积分的几何意义知:F′(x)与x轴在a,b之间必有交点(ξ,0),使F′(ξ)=0,因ξ∈(a,b),所以,∃ξ∈(a,b),使成立.即Cauchy中值定理.

显然,当g(x)=x时,便得Lagrange中值定理:f(b)-f(a)=f′(ξ)(ba).再有f(b)=f(a),就得到Rolle定理:f′(ξ)=0.所以,三个微分中值定理用Newton-Leibniz公式都可推出.

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