微分中值定理讲解

来源:互联网 时间:2025-01-14 23:25:01 人看过

微分中值定理是一系列中值定理总称,是研究函数的有力工具,其中最重要的内容是拉格朗日定理,可以说其他中值定理都是拉格朗日中值定理的特殊情况或推广。微分中值定理反映了导数的局部性与函数的整体性之间的关系,应用十分广泛。

罗尔定理

内容:

如果函数f(x)满足:

在闭区间[a,b]上连续;

在开区间(a,b)内可导;

在区间端点处的函数值相等,即f(a)=f(b),

那么在(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ<b),使得f'(ξ)=0.

几何上,罗尔定理的条件表示,曲线弧(方程为)是一条连续的曲线弧,除端点外处处有不垂直于x轴的切线,且两端点的纵坐标相等。而定理结论表明:

弧上至少有一点,曲线在该点切线是水平的。

拉格朗日定理

内容:

如果函数f(x)满足:

1)在闭区间[a,b]上连续;

2)在开区间(a,b)内可导。

那么:在(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ<b),

使等式f(b)-f(a)=f′(ξ)(b-a)成立。

(或存在0<h<1,使f(b)-f(a)=f′[a+h(b-a)](b-a)成立)

拉格朗日中值定理的几何意义是:曲线上必然存在至少一点,过该点的切线的斜率和连接曲线(a,b)的割线的斜率相同;或者说,曲线上必然存在至少一点可以做割线(a,b)的平行线

柯西定理

内容:

如果函数f(x)及F(x)满足

(1)在闭区间[a,b]上连续;

(2)在开区间(a,b)内可导;

(3)对任一x∈(a,b),F'(x)≠0

那么在(a,b)内至少有一点ξ,使等式

[f(b)-f(a)]/[F(b)-F(a)]=f'(ξ)/F'(ξ)

成立

中值定理分为:微分中值定理和积分中值定理。

以上三个为微分中值定理。

定积分第一中值定理为:

f(x)在a到b上的定积分等于f(ξ)(b-a)(存在ξ∈[a,b]使得该式成立)

注:积分中值定理可以根据介值定理推出,所以同样ξ∈[a,b]都为闭区间。

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