第一篇:考研數(shù)學(xué)高等數(shù)學(xué)重要知識點(diǎn)解析--有關(guān)微分中值定理的證明
考研數(shù)學(xué)高等數(shù)學(xué)重要知識點(diǎn)解析—有關(guān)微分中值定理的證明
萬學(xué)教育?海文考研 王丹
2013年考研數(shù)學(xué)大綱于2012年9月14日正式出爐,數(shù)學(xué)
一、數(shù)學(xué)
二、數(shù)學(xué)三高等數(shù)學(xué)考試內(nèi)容和考試要求包含標(biāo)點(diǎn)符號在內(nèi)均沒有任何的變化;而線性代數(shù)部分,由原來的“線性方程組的克萊姆法則”改為“線性方程組的克拉默法則”,只是名稱的改變,內(nèi)容沒有變化;概率論與數(shù)理統(tǒng)計部分,數(shù)學(xué)一沒有任何變化,而數(shù)學(xué)三“多維隨機(jī)變量的分布這一章”考試內(nèi)容和考試要求的難度都降低了,具體變化為將考試內(nèi)容中“兩個及兩個以上隨機(jī)變量的函數(shù)的分布”增加了兩個字“簡單”,即“兩個及兩個以上隨機(jī)變量簡單函數(shù)的分布”;相應(yīng)的考試內(nèi)容中“會根據(jù)多個相互獨(dú)立隨機(jī)變量的聯(lián)合分布求其函數(shù)的分布”改為“會根據(jù)多個相互獨(dú)立隨機(jī)變量的聯(lián)合分布求其簡單函數(shù)的分布”。
有了考試大綱,就有了我們復(fù)習(xí)的依據(jù),通過對歷年考研命題規(guī)律的分析,我們得出與中值定理有關(guān)的證明題是考研數(shù)學(xué)的重點(diǎn)且是難點(diǎn),每年必考有關(guān)中值定理的一道證明題10分.所以大家一定要引起重視,對于解這類題目,首先要確定證明的結(jié)論,然后聯(lián)想與之相關(guān)的定理、結(jié)論和方法以及所需要的條件,再看題設(shè)中是否給出條件,若都沒有直接給出,考慮如何由題設(shè)條件推出這些所需的條件,最后證明.其中,當(dāng)要證明存在某些點(diǎn)使得它們的函數(shù)值或者高階導(dǎo)數(shù)滿足某些等式關(guān)系或者其他特性時,用中值定理所求的點(diǎn)常常是區(qū)間內(nèi)的點(diǎn).下面我就有關(guān)中值等式的證明總結(jié)幾種方法,并且通過例題加強(qiáng)對此類問題方法的理解和把握。
一、有關(guān)閉區(qū)間上連續(xù)函數(shù)等式的證明主要有以下幾種方法:
(1)直接法.利用最值定理、介值定理或零點(diǎn)定理直接證明,適用于證明存在??[a,b],使得G(?,f(?))?0.
(2)間接法.構(gòu)造輔助函數(shù)F(x)(其中F(x)的構(gòu)造方法可參照重要題型五),然后驗證F(x)滿足中值定理的條件,最后由相應(yīng)的中值定理得出命題的證明.
二、證明存在一點(diǎn)?使得關(guān)于a,b,f(a),f(b)或?,f(?),f?(?),?,f(n)(?)的等式成立.常用證法:
(1)對于這類等式的證明問題,可以通過移項使等式一端為0,轉(zhuǎn)化為重要題型五中證明存在一點(diǎn)?使得G(?,f(?),f'(?))?0的問題.(2)利用拉格朗日中值定理直接進(jìn)行證明.
現(xiàn)舉例題如下
例題1:設(shè)f(x)在[a,b]上連續(xù),(a,b)內(nèi)可導(dǎo),0?a?b,試證明???(a,b),使得
'f(b)?f(a)22f(?)?(a?ab?b)2b?a3?
分析本題的關(guān)鍵是構(gòu)造輔助函數(shù).對于關(guān)系式中顯含a,b及f(a),f(b)的情形,更多地是直接采用拉格朗日中值定理,將含介值的項全部右移,再將左端分子、分母中的a,b分離,然后直接觀察即可得到所需輔助函數(shù).
'f(b)?f(a)f(b)?f(a)f'(?)22f(?)?(a?ab?b)??222b?a3?b?a(a?ab?b)3?2
f(b)?f(a)f'(?)即.?a3?b33?2
證令g(x)?x3,則f(x),g(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),且當(dāng)x?0時,g'(x)?0,f(b)?f(a)f'(?)f(b)?f(a)f'(?)則由柯西中值定理有,所以,?'?332g(a)?g(b)g(?)a?b3?
'f(b)?f(a)22f(?)即,得證.?(a?ab?b)b?a3?2
例題2 設(shè)函數(shù)f(x)在?0,3?上連續(xù),在?0,3?內(nèi)存在二階導(dǎo)數(shù),且
2f(0?)?fx(d)?x02f(?2)f,(3)
(I)證明:存在??(0,2)使f(?)?f(0);(II)證明存在??(0,3),使f??(?)?0 證明:(I)?2f(0)??f(x)dx,又?f?x?在?0,2?上連續(xù) 02
?由積分中值定理得,至少有一點(diǎn)???0,2?,使得?f?x?dx?f?????2?0? 02
?2f?0??2f???,?存在???0,2?使得f????f?0?。
(Ⅱ)?f?2??f?3??2f?0?,即f?2??f?3??f?0? 2
又?f?x?在?2,3?上連續(xù),由介值定理知,至少存在一點(diǎn)?1??2,3?使得f??1??f?0? ?f?x?在?0,2?上連續(xù),在?0,2?上可導(dǎo),且f?0??f?2?
?由羅爾中值定理知,??1??0,2?,有f???1??0
又?f?x?在?2,?1?上連續(xù),在?2,?1?上可導(dǎo),且f?2??f?0??f??1? ?由羅爾中值定理知,??2??2,?1?,有f??2??0
又?f?x?在??1,?2?上二階可導(dǎo),且f?(?1)?f?(?2)?0
?由羅爾中值定理,至少有一點(diǎn)????1,?2?,使得f??(?)?0.
第二篇:高等數(shù)學(xué)考研大總結(jié)之五 微分中值定理
第五章微分中值定理
一,羅爾(Rolle)中值定理費(fèi)馬(Fermat)引理:設(shè)f?x?在點(diǎn)x0取得極值,且f/?x0?存在則f/?x0?=0。解析:幾何意義:曲線在極值點(diǎn)處的切線是平行于x軸的。
2羅爾(Rolle)中值定理:函數(shù)f?x?在閉區(qū)間?a,b?上連續(xù),在開區(qū)間?a,b?內(nèi)可導(dǎo)(每一點(diǎn)都具有導(dǎo)數(shù))并且在閉區(qū)間?a,b?的端點(diǎn)函數(shù)值相等,即:f?a??f?b?,那么在開區(qū)間?a,b?內(nèi)至少有一點(diǎn)?使得f/????0。
解析:⑴該定理是奠定一系列中值定理的基礎(chǔ)。
⑵此定理反映了由區(qū)間端點(diǎn)函數(shù)值的情況來表現(xiàn)區(qū)間內(nèi)導(dǎo)函數(shù)值的變化情況,給出了?點(diǎn)的具體位置和計算方法(與Lagrange中值定理的區(qū)別)。
⑶幾何意義:若連接曲線兩端點(diǎn)的弦是水平的,則曲線上至少有一點(diǎn)的切線是水平的。⑷兩個推論:①推論1:如果函數(shù)f?x?在區(qū)間?a,b?內(nèi)的導(dǎo)數(shù)恒等于零,那么函數(shù)f?x?在區(qū)間?a,b?內(nèi)是一個常數(shù)。②推論2:如果函數(shù)f?x?在區(qū)間?a,b?內(nèi)處處有
。f/?x??g/?x?,則在此區(qū)間內(nèi)f?x??g?x??C(常數(shù))
二,拉格朗日(Lagrange)中值定理
設(shè)函數(shù)f?x?在閉區(qū)間?a,b?上連續(xù)且在開區(qū)間?a,b?內(nèi)可導(dǎo)(每一點(diǎn)都具有導(dǎo)數(shù))那么在開區(qū)間?a,b?內(nèi)至少有一點(diǎn)??a???b?使等式f?b??f?a??f
該定理的其它幾種表示形式:⑴f//????b?a?成立。????f?b??f?a? b?a
?AB解析:反映其幾何意義:如果連接曲線y?f?x?的弧上除端點(diǎn)外處處具有不垂直于x軸的切線,那么這弧上至少有一點(diǎn)?,使曲線在?處的切線平行于弦AB。
⑵令??a???b?a?,?0???1?則f?b??f?a??f/?a???b?a???b?a?,?0???1?。解析:由于?的特定取值范圍,所以在證明不等式時較常用,若令a?x0,b?x0?h那么有:f?x0?h??f?x0??f/?x0??h?h,?0???1?。
⑶有限增量公式:如果用?x表示?b?a?則函數(shù)增量?y?f?b??f?a?,這時該定理變成?y?f/????x。
解析:⑴從理論上與微分的區(qū)別:該公式準(zhǔn)確的表明了函數(shù)增量與自變量增量(不要求其趨第1頁
于零或比較小而僅要求其為有限增量)的關(guān)系,而微分只能近似的表示這一關(guān)系,并且要求
?x比較小,而且當(dāng)?x?0時dy表示?y的誤差才趨于零。但在實際應(yīng)用中仍常用微分去
近似表示函數(shù)值的改變量。⑵類比與上式,則還可表示為?y?f三,柯西(Cauchy)中值定理
設(shè)兩個函數(shù)f?x?和g?x?在閉區(qū)間?a,b?上連續(xù)且在開區(qū)間?a,b?內(nèi)可導(dǎo)(每一點(diǎn)都具有導(dǎo)數(shù))且g/?x?在?a,b?內(nèi)每一點(diǎn)均不為零,則在?a,b?內(nèi)至少存在一點(diǎn)?使得
/
?x???x??x,?0???1?。
f?b??f?a?f/????,?a???b?成立。gb?gag/?解析:⑴要求分子與分母中的?是同一個值。⑵
類
比
于
Lagrange
定
理,此
定
理
可
表
示
為
f?x0?h??f?x0?f/?x0??h?
?,?0???1?。
gx0?h?gx0g/x0??h四,Rolle,Lagrange,Cauchy中值定理間的關(guān)系
?x??xf?a??f?b?
Cauchy?g???Lagrange?????Rolle
五,泰勒(Taylor)中值定理定義:若f?x?在?a,b?上有直到n階連續(xù)的導(dǎo)數(shù),在開區(qū)間?a,b?上?n?1?階導(dǎo)數(shù)存在,則
對
于
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意的x,x0??a,b?
有:
f?x??f?x0??
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?x0?
1!
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2!
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f?n??x0??x?x0?n?Rn?x?其中???
n!
f?n?1????稱為余項(與誤差估計有關(guān))。其中當(dāng)x0?x?x0?n?1(?介于x與x0之間)Rn?x??
n?1!
取零時的泰勒(Taylor)公式稱為麥克勞林(Maclaurin)公式。
解析:使復(fù)雜函數(shù)成為簡單函數(shù)的有效方法。2 各種形式的泰勒(Taylor)公式
⑴帶有皮亞諾(Peano)余項的泰勒
(Taylor)公式:
?f/?x0?f//?x0?f?n??x0?2nn
????????????Taylor:fx?fx?x?x?x?x???x?x??x?x,?x?x0?00000
?1!2!n!?///?n?
?Maclaurin:f?x??f?0??f?0?x?f?0?x2???f?0?xn??xn,?x?0??1!2!n!?
??
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⑵帶有Lagrange余項的泰勒(Taylor)公式:
?f/?x0?f//?x0?f?n??x0?f?n?1????2nn?1
????????????Taylor:fx?fx?x?x?x?x???x?x?x?x?00000
n?11!2!n!?
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??x?xn?1,?0???1??Maclaurin:f?x??f?0??f?0?x?f?0?x2???f?0?xn?f
?n?11!2!n!?
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?x?x0?kf?x?????n?1?
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n??x?x0??x???n?n?1?f?k??x0?k
?x?x0?????f?Cauchy:令g?x??x,m?0則f?x???k!n!k?0?
⑷帶有積分余項的泰勒(Taylor)公式:
n
?f?k??x0?1x?n?1?kn
????????Taylor:fx?x?x?ftx?tdt??0?x0
k!n!?k?0
??k?n?1n1f?0?kxn?n?1??Maclaurin:f?x??????x?fxt1?tdt???0k!n!k?0?常見函數(shù)的麥克勞林(Maclaurin)展式
⑴帶有皮亞諾(Peano)余項的麥克勞林(Maclaurin)展式:
n
x3x5x2n?1x2k?1n?1k?12n
sinx?x???????1???x????1???x2n
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⑵帶有Langrange余項的麥克勞林(Maclaurin)展式:
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k?1
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?1??C?x?
k?1
n
????1?????n??1??x???n?1xn?1,?x?1,0???1?
n?1!Taylor公式的應(yīng)用
⑴求極限。⑵近似計算,誤差估計。⑶與冪級數(shù)的關(guān)系。⑷不等式證明。六,羅比塔(L”Hospital)法則解決問題的情況:
00?
。?
解析:不是以上兩種型的轉(zhuǎn)化為以上型。例如:
“0?”型,“???”型,“00”型,“?0”型,“1?”型。需注意的問題:⑴只有未定式才能應(yīng)用羅比塔(L”Hospital)法則,不是未定式,則不能用羅比塔(L”Hospital)法則,且分子與分母分別求導(dǎo)。
⑵只有
法則。
00?
未定式才能直接應(yīng)用羅比塔(L”Hospital)?
00
?
未定?
⑶求其他類型未定式的值時,就首先將其轉(zhuǎn)化為
式,然后才能應(yīng)用羅比塔(L”Hospital)法則。
⑷可以對未定式反復(fù)應(yīng)用羅比塔(L”Hospital)法則,直到求出確定的極限值為止。⑸用對數(shù)方法求極限時還要將結(jié)果還原為指數(shù)形式。
⑹有些未定式若用羅比塔(L”Hospital)法則求不出它的值時,就改用其它方法計算。
第三篇:高等數(shù)學(xué)考研幾個重要定理的證明
幾個重要定理的證明
1、羅爾定理(考過)
如果函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù),在開區(qū)間(a,b)上可導(dǎo),且f(a)= f(b),則在開區(qū)間(a,b)內(nèi)至少存在一點(diǎn)£,使得f'(?)=0.證:∵函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù)
∴由最大最小值定理有:m< f(x) (1)若m=M,此時f(x)在[a,b]上為恒定值 對任意的x∈(a,b)都有f'(?)=0。 (2)若m≠M(fèi),因為f(a)= f(b),則m和M中至少有一個不等于區(qū)間的端點(diǎn)值。不妨設(shè)M≠f(a),則存在?∈(a,b)使得f(?)=M。 ∴對任意的x∈[a,b]使得f(x)≤f(?),從而由費(fèi)馬引理,可知f'(?)=0.證畢。 2、拉格朗日中值定理(考過) 如果函數(shù)f(x)滿足:(1)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù);(2)在開區(qū)間(a,b)上可導(dǎo),那么在(a,b)內(nèi)至少存在(a,b)一點(diǎn)?,使得f(b)?f(a)?f'(?)(b?a)成立。 證:引進(jìn)輔助函數(shù)?(x)?f(x)?f(a)?f(b)?f(a)(x?a)b?a 易知F(a)=F(b)=0,且F(x)在[a,b]內(nèi)連續(xù),在(a,b)內(nèi) f(b)?f(a)b?a可導(dǎo) 且?'(x)?f'(x)? 根據(jù)羅爾定理,可知在(a,b)內(nèi)至少存在有一點(diǎn)?,使?'(x)=0,即 f(b)?f(a)?0 b?a f(b)?f(a)?f'(?),由此可得b?af'(?)? 即f(b)?f(a)?f'(?)(b?a) 證畢。 三、積分中值定理(考過) 如果函數(shù)f(x)在積分區(qū)間[a,b]上連續(xù),則在(a,b)內(nèi)至少存在一點(diǎn)?,使得 1幾個重要定理的證明 b ?f(x)dx? af(?)(b?a) 證:由于f(x)在[a,b]上連續(xù),則存在m,M使得 m?f(x)?M 又由定積分估值定理,有 b m(b?a)??f(x)dx?M(b?a) a b 即m? 由介值定理得: ?f(x)dxab?a?M b f(?)? 證畢。?f(x)dxab?a 四、變上限積分函數(shù)求導(dǎo)公式(沒考過) 五、牛頓-萊布尼茨公式(沒考過) 設(shè)函數(shù)f(x)在[a,b]上連續(xù),F(xiàn)(x)是f(x)在(a,b)上的任意一個原函數(shù),b 則?f(x)dx?F(x) aba?F(b)?F(a) 證: 在考研數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)開始之前,萬學(xué)海文數(shù)學(xué)考研輔導(dǎo)專家們提醒2012年的考生們要對考研數(shù)學(xué)的基本命題趨勢和試題難度有比較深刻的認(rèn)識,根據(jù)自己對考研數(shù)學(xué)的定位,要做到有的放矢的復(fù)習(xí),才能達(dá)到事半功倍的效果。 復(fù)習(xí)備考的主要策略:緊扣考綱,扎實基礎(chǔ),注重聯(lián)系,加強(qiáng)訓(xùn)練。 本文萬學(xué)海文輔導(dǎo)老師們主要闡述如何在復(fù)習(xí)當(dāng)中緊扣考綱??佳袛?shù)學(xué)作為標(biāo)準(zhǔn)化考試,其命題范圍有明確的規(guī)定,2012年考生基礎(chǔ)階段復(fù)習(xí)主要就是依據(jù)考試大綱,詳細(xì)了解考試的基本要求,類別和難度特點(diǎn),準(zhǔn)確定位。我們以數(shù)一中第一章為例: 一、函數(shù)、極限、連續(xù) 考試內(nèi)容 函數(shù)的概念及表示法 函數(shù)的有界性、單調(diào)性、周期性和奇偶性 復(fù)合函數(shù)、反函數(shù)、分段函數(shù)和隱函數(shù) 基本初等函數(shù)的性質(zhì)及其圖形 初等函數(shù) 函數(shù)關(guān)系的建立 數(shù)列極限與函數(shù)極限的定義及其性質(zhì) 函數(shù)的左極限與右極限 無窮小量和無窮大量的概念及其關(guān)系 無窮小量的性質(zhì)及無窮小量的比較 極限的四則運(yùn)算 極限存在的兩個準(zhǔn)則:單調(diào)有界準(zhǔn)則和夾逼準(zhǔn)則 兩個重要極限: 函數(shù)連續(xù)的概念 函數(shù)間斷點(diǎn)的類型 初等函數(shù)的連續(xù)性 閉區(qū)間上連續(xù)函數(shù)的性質(zhì) 考試要求 1.理解函數(shù)的概念,掌握函數(shù)的表示法,會建立應(yīng)用問題的函數(shù)關(guān)系.2.了解函數(shù)的有界性、單調(diào)性、周期性和奇偶性.3.理解復(fù)合函數(shù)及分段函數(shù)的概念,了解反函數(shù)及隱函數(shù)的概念.4.掌握基本初等函數(shù)的性質(zhì)及其圖形,了解初等函數(shù)的概念.5.理解極限的概念,理解函數(shù)左極限與右極限的概念以及函數(shù)極限存在與左、右極限之間的關(guān)系.6.掌握極限的性質(zhì)及四則運(yùn)算法則.7.掌握極限存在的兩個準(zhǔn)則,并會利用它們求極限,掌握利用兩個重要極限求極限的方法.8.理解無窮小量、無窮大量的概念,掌握無窮小量的比較方法,會用等價無窮小量求極限.9.理解函數(shù)連續(xù)性的概念(含左連續(xù)與右連續(xù)),會判別函數(shù)間斷點(diǎn)的類型.10.了解連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)和初等函數(shù)的連續(xù)性,理解閉區(qū)間上連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)(有界性、最大值和最小值定理、介值定理),并會應(yīng)用這些性質(zhì).考試內(nèi)容中給考生列出了第一章的考試知識點(diǎn),所以考生在復(fù)習(xí)過程中首先要弄懂這些知識點(diǎn)??荚囈笾袠?biāo)明了對各個知識點(diǎn)的掌握所應(yīng)該能夠達(dá)到的程度,一般分為了解、理解、會、掌握,幾個層次。 了解:指對該知識點(diǎn)的含義要很清楚,一般在數(shù)學(xué)中指的是概念、公式、性質(zhì)、定理及推論等知識內(nèi)容。比如:了解函數(shù)的有界性、單調(diào)性、周期性和奇偶性等。 但是并不是說了解的內(nèi)容就只是了解這些性質(zhì),知道這些知識點(diǎn)就行了,有人錯誤的認(rèn)為了解的知識一般不會考,這種認(rèn)識是錯誤的,只要是在考試大綱中出現(xiàn)的考試內(nèi)容都有可能考到,甚至對要求了解的知識點(diǎn)考的也比較深入。 理解:指要對知識點(diǎn)懂且認(rèn)識的很清楚。在考研數(shù)學(xué)當(dāng)中主要指對概念、定理、推理的知識點(diǎn)及知識點(diǎn)之間的關(guān)系。在這里萬學(xué)海文輔導(dǎo)老師提醒2012年得考生要注意了解和理解的區(qū)別,了解偏重于知道,理解在了解的基礎(chǔ)上增加了懂得和能夠體會其深層次的意思;理解也就是從表到里深層遞進(jìn)的含義。在考研數(shù)學(xué)大綱中要求理解的知識點(diǎn)考查的較多,比如:理解極限的概念,理解函數(shù)左極限與右極限的概念以及函數(shù)極限存在與左、右極限之間的關(guān)系等幾乎每年必考.會(求、計算、建立、應(yīng)用、判斷等):其含義為理解、懂得,并根據(jù)所學(xué)知識能夠計算表達(dá)式結(jié)果、列出方程、畫出圖形、建立數(shù)學(xué)模型等。在考研數(shù)學(xué)大綱中對知識點(diǎn)要求會求、會計算、會建立方程表達(dá)式、會描繪等,主要指計算方法、知識點(diǎn)的靈活運(yùn)用測試的要求;萬學(xué)海文數(shù)學(xué)輔導(dǎo)老師提醒大家學(xué)習(xí)時不僅要記住、理解定理還要會推導(dǎo),才達(dá)到會求解的程度。 掌握:了解、熟知并加以運(yùn)用。在考研數(shù)學(xué)大綱中所有知識點(diǎn)的要求中掌握的層次是最高的,要求掌握的知識點(diǎn)往往是考試的重點(diǎn)、熱點(diǎn)和難點(diǎn),比如:掌握極限存在的兩個準(zhǔn)則,并會利用它們求極限,掌握利用兩個重要極限求極限的方法等都是每年真題中涉及的內(nèi)容;萬學(xué)海文建議2012年得考生在學(xué)習(xí)時對于大綱要求掌握的知識點(diǎn)不僅要掌握知識點(diǎn)本身還要學(xué)習(xí)它的推理、證明以及解題時經(jīng)常用到的結(jié)論,同時還要注意與該知識點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)及它們之間的關(guān)系。 在了解了考研數(shù)學(xué)大綱內(nèi)容及要求之后我們就可以有的放矢的進(jìn)行復(fù)習(xí)了。古人云:“凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢”,這為我們下面能夠扎實復(fù)習(xí)打開了一個美麗的開端。 中值定理一向是經(jīng)濟(jì)類數(shù)學(xué)考試的重點(diǎn)(當(dāng)然理工類也常會考到),咪咪結(jié)合老陳的書和一些自己的想法做了以下這個總結(jié),希望能對各位研友有所幫助。 1、所證式僅與ξ相關(guān) ①觀察法與湊方法 例 1 設(shè)f(x)在[0,1]上二階可導(dǎo),f(0)?f(1)?f?(0)?0 試證至少存在一點(diǎn)??(a,b)使得f??(?)?2f?(?)1??分析:把要證的式子中的 ? 換成 x,整理得f??(x)?xf??(x)?2f?(x)?0?(1)由這個式可知要構(gòu)造的函數(shù)中必含有f?(x),從xf??(x)找突破口 因為[xf?(x)]??xf??(x)?f?(x),那么把(1)式變一下: f??(x)?f?(x)?[xf??(x)?f?(x)]?0?f??(x)?f?(x)?[xf?(x)]??0 這時要構(gòu)造的函數(shù)就看出來了F(x)?(1?x)f?(x)?f(x)②原函數(shù)法 例 2 設(shè)f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),f(a)?f(b)?0,又g(x)在[a,b]上連續(xù) 求證:???(a,b)使得f?(?)?g(?)f(?)分析:這時不論觀察還是湊都不容易找出要構(gòu)造的函數(shù),于是換一種方法 現(xiàn)在把與f 有關(guān)的放一邊,與g 有關(guān)的放另一邊,同樣把 ? 換成 x f?(x)兩邊積分x)??g(x)dx?lnC?f(x)?Ce?g(x)dxf(x)?g(x)?lnf(?f(x)e??g(x)dx?C 現(xiàn)在設(shè)C?0,于是要構(gòu)造的函數(shù)就很明顯了 F(x)?f(x)e??g(x)dx③一階線性齊次方程解法的變形法 對于所證式為f??pf?0型,(其中p為常數(shù)或x 的函數(shù))可引進(jìn)函數(shù)u(x)?e?pdx,則可構(gòu)造新函數(shù)F(x)?f?e?pdx例:設(shè)f(x)在[a,b]有連續(xù)的導(dǎo)數(shù),又存在c?(a,b),使得f?(c)?0 求證:存在??(a,b),使得f?(?)?f(?)?f(a)b?a分析:把所證式整理一下可得:f?(?)?f(?)?f(a)b?a?0 ?[f(?)?f(a)]??1b?a[f(?)?f(a)]?0,這樣就變成了f??pf?0型1x 引進(jìn)函數(shù)u(x)?e?--xb?adx=eb?a(令C=0),于是就可以設(shè)F(x)?eb?a[f(x)?f(a)] 注:此題在證明時會用到f?(c)?f(b)?f(a)b?a?0?f(b)?f(a)這個結(jié)論 2、所證式中出現(xiàn)兩端點(diǎn) ①湊拉格朗日 例 3 設(shè)f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo) 證明至少存在一點(diǎn)??(a,b)使得bf(b)?af(a)b?a?f(?)??f?(?) 分析:很容易就找到要證的式子的特點(diǎn),那么下可以試一下,不妨設(shè) F(x)?xf(x),用拉格朗日定理驗證一 F?(?)?f(?)??f?(?)?bf(b)?af(a)b?a(x1,x2)至少存在一點(diǎn)②柯西定理 例 4 設(shè)0?x1?x2,f(x)在[x1,x2]可導(dǎo),證明在 1c,使得ex2x1ex2ex1?f(c)?f?(c)?ef(x1)f(x2)xx2x2分析:先整理一下要證的式子e1f(x2)?eex1f(x1)?f(c)?f?(c)?e 這題就沒上面那道那么 發(fā)現(xiàn)e1f(x2)?exx2容易看出來了分子分母同除一下 f(x1)是交叉的,變換一下,ex1?x2f(x2)ex2??f(x1)e1x11x2于是這個式子一下變得沒有懸念了eex1 用柯西定理設(shè)好兩個函③k值法 仍是上題數(shù)就很容易證明了分析:對于數(shù)四,如果對柯西定理掌握的不是方法叫做k 值法很好上面那題該怎么辦呢? 在老陳的書里講了一個 第一步是要把含變量與 以此題為例已經(jīng)是規(guī)范 設(shè)常量的式子分寫在等號的形式了,現(xiàn)在就看常?k 整理得e?x1兩邊量的這個式子?x2 ex1f(x2)?eex1x2x2f(x1)?e[f(x1)?k]?e[f(x2)?k] 很容易看出這是一個對 那么進(jìn)入第二步,設(shè)稱式,也是說互換x1x2還是一樣的F(x1)?F(x2)F(x)?e?x[f(x)?k],驗證可知。記得回帶k,用羅爾定理證明即可④泰勒公式法 老陳常說的一句話,管它是什么,先泰勒展開再說。當(dāng)定理感覺都起不上作用時,泰勒法往往是可行的,而且對于有些題目,泰勒法反而會更簡單。 3、所證試同時出現(xiàn)ξ和η ①兩次中值定理 例 5 f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),f(a)?f(b)?1 試證存在?,??(0,1)使得e???[f(?)?f?(?)]?1分析:首先把?與?分開,那么就有??e[f(?)?f?(?)]?e 一下子看不出來什么,很容易看出那么可以先從左邊的式子下手試一下??xe[f(?)?f?(?)]?[ef(?)]?,設(shè)F(x)?ef(x)利用拉格朗日定理可得?F?(?)??eaef(b)?ef(a)b?aexbba 再整理一下? e[f(?)?f?(?)]?ebb?aa只要找到?eab?a與e的關(guān)系就行了得到 這個更容易看出來了,G?(?)?e?令G(x)?e則再用拉格朗日定理就?e[f(?)?f?(?)]?b?a②柯西定理(與之前所舉例類似) 有時遇到ξ和η同時出現(xiàn)的時候還需要多方考慮,可能會用到柯西定理與拉氏定理的結(jié)合使用,在老陳書的習(xí)題里就出現(xiàn)過類似的題。 ?eb?e 一、高數(shù)解題的四種思維定勢 1、在題設(shè)條件中給出一個函數(shù)f(x)二階和二階以上可導(dǎo),“不管三七二十一”,把f(x)在指定點(diǎn)展成泰勒公式再說。 2、在題設(shè)條件或欲證結(jié)論中有定積分表達(dá)式時,則“不管三七二十一”先用積分中值定理對該積分式處理一下再說。 3、在題設(shè)條件中函數(shù)f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),且f(a)=0或f(b)=0或f(a)=f(b)=0,則“不管三七二十一”先用拉格朗日中值定理處理一下再說。 4、對定限或變限積分,若被積函數(shù)或其主要部分為復(fù)合函數(shù),則“不管三七二十一”先做變量替換使之成為簡單形式f(u)再說。 二、線性代數(shù)解題的八種思維定勢 1、題設(shè)條件與代數(shù)余子式Aij或A*有關(guān),則立即聯(lián)想到用行列式按行(列)展開定理以及AA*=A*A=|A|E。 2、若涉及到A、B是否可交換,即AB=BA,則立即聯(lián)想到用逆矩陣的定義去分析。 3、若題設(shè)n階方陣A滿足f(A)=0,要證aA+bE可逆,則先分解出因子aA+bE再說。 4、若要證明一組向量a1,a2,?,as線性無關(guān),先考慮用定義再說。 5、若已知AB=0,則將B的每列作為Ax=0的解來處理再說。 6、若由題設(shè)條件要求確定參數(shù)的取值,聯(lián)想到是否有某行列式為零再說。 7、若已知A的特征向量ζ0,則先用定義Aζ0=λ0ζ0處理一下再說。 8、若要證明抽象n階實對稱矩陣A為正定矩陣,則用定義處理一下再說。第四篇:2012考研數(shù)學(xué)重要知識點(diǎn)解析之高等數(shù)學(xué)(一)
第五篇:【考研數(shù)學(xué)】中值定理總結(jié)