数学 {罗尔中值定理}

数学 {罗尔中值定理}

罗尔中值定理

定义

条件: 函数满足 C [ a , b ] C[a,b] C[a,b], D ( a , b ) D(a,b) D(a,b), f ( a ) = f ( b ) f(a) = f(b) f(a)=f(b);
结论: ∃ ξ ∈ ( a , b ) , f ′ ( ξ ) = 0 \exist \xi \in (a,b), f'(\xi) = 0 ∃ξ∈(a,b),f′(ξ)=0;

@DELI;

#证明#
由极值定理, 函数在 [ a , b ] [a,b] [a,b]上一定取到最大值 M A MA MA与最小值 M I MI MI;
@IF( MI=MA): 函数在 [ a , b ] [a,b] [a,b]上是常函数, 故 ∀ x ∈ ( a , b ) \forall x \in (a,b) ∀x∈(a,b) 都有 f ′ ( x ) = 0 f'(x) = 0 f′(x)=0;
@ELSE: {MI, MA}中至少有一个不等于 f ( a ) f(a) f(a), 不妨设 M A ≠ f ( a ) MA \neq f(a) MA=f(a)(若 M I ≠ f ( a ) MI \neq f(a) MI=f(a), 证明类似), 设函数在 x 0 ∈ ( a , b ) x_0 \in (a,b) x0​∈(a,b)处取到最大值MA, 根据费马引理 f ′ ( x 0 ) = 0 f'(x_0) = 0 f′(x0​)=0;

错误

#罗尔定理得到的驻点, 不一定是极值点#
. 很简单, 因为驻点不一定是极值点 比如 x 3 x^3 x3的0处是驻点 但不是极值点;
想象一个函数 f ( x ) f(x) f(x):
. f ( [ π / 2 , π ] ) = − 1 ∗ s i n ( [ π / 2 , π ] ) f( [\pi/2, \pi]) = -1 * sin([\pi/2, \pi]) f([π/2,π])=−1∗sin([π/2,π]);
. f ( [ − π , π / 2 ] ) = s i n ( [ − π , π / 2 ] ) f([-\pi, \pi/2]) = sin([ -\pi, \pi/2]) f([−π,π/2])=sin([−π,π/2]); (函数在 π / 2 \pi/2 π/2处的导数为0 LINK: (https://editor.csdn.net/md/?articleId=129194272)-(@LOC_1));
. 从 − π -\pi −π处 向左画一条斜率为 − 1 -1 −1的直线, 令 L < 0 L<0 L<0满足 f ( L ) = f ( π ) f(L) = f(\pi) f(L)=f(π), 则该函数 C [ L , π ] , D ( L , π ) C[L, \pi], D(L, \pi) C[L,π],D(L,π), 有两个驻点 − π / 2 , π / 2 -\pi / 2, \pi/2 −π/2,π/2, 但 π / 2 \pi/2 π/2不是极值点;