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破解考研数学重灾区:中值定理证明思路小结

2015-11-23 
  还有不到40天就到了2016考研初试的时间了,为了让学生能够更好地应对考研,本文将讨论一下中值定理这块的相

  还有不到40天就到了2016考研初试的时间了,为了让学生能够更好地应对考研,本文将讨论一下中值定理这块的相应证明题的一般解题思路。

  中值定理这块一直都是很多考生的"灾难区",一直没有弄清楚看到一个题目到底怎么思考处理,因此也是考研得分比较低的一块内容,如果考生能把中值定理的证明题拿下,那么我们就会比其他没做上的同学要高一个台阶,也可以说这是一套"拉仇恨"的题目。下面跨考教育数学教研室佟老师就和大家来一起分析一下这块内容。

  一、具体考点分析

  首先我们必须弄清楚这块证明需要的理论基础是什么,相当于我们的工具,那需要哪些工具呢?

  第一:闭区间连续函数的性质。

  最值定理:闭区间连续函数的必有最大值和最小值。

  推论:有界性(闭区间连续函数必有界)。

  介值定理:闭区间连续函数在最大值和最小值之间中任意一个数,都可以在区间上找到一点,使得这一点的函数值与之相对应。

  零点定理:闭区间连续函数,区间端点函数值符号相异,则区间内必有一点函数值为零。

  第二:微分中值定理(一个引理,三个定理)

  费马引理:函数f(x)在点ξ的某邻域U(ξ)内有定义,并且在ξ处可导,如果对于任意的x∈U(ξ),都有f(x)≤f(ξ) (或f(x)≥f(ξ) ),那么f'(ξ)=0。

  罗尔定理: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;

  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,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。

  拉格朗日中值定理: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;

  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.

  柯西中值定理: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。

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