题目
2.验证拉格朗日中值定理对函数 =4(x)^3-5(x)^2+x-2 在区间[0,1]上的正确性.

题目解答
答案

解析
本题考查拉格朗日中值定理的验证,解题思路是先判断函数是否满足拉格朗日中值定理的条件,再求出满足定理的 $\xi$ 的值。
- 判断函数是否满足拉格朗日中值定理的条件:
- 函数 $y = f(x) = 4x^3 - 5x^2 + x - 2$ 在区间 $[0,1]$ 上连续,因为多项式函数在其定义域内是连续的。
- 函数 $y = f(x) = 4x^3 - 5x^2 + x - 2$ 在区间 $(0,1)$ 内可导,对函数求导可得 $f^\prime(x) = 12x^2 - 10x + 1$,多项式函数在其定义域内是可导的。
- 所以函数 $y = 4x^3 - 5x^2 + x - 2$ 在区间 $[0,1]$ 上满足拉格朗日中值定理的条件。
- 计算满足定理的 $\xi$ 的值:
- 计算 $f(1)$ 和 $f(0)$ 的值:
- $f(1) = 4\times1^3 - 5\times1^2 + 1 - 2 = 4 - 5 + 1 - 2 = -2$。
- $f(0) = 4\times0^3 - 5\times0^2 + 0 - 2 = -2$。
- 根据拉格朗日中值定理,要使 $f^\prime(\xi) = \frac{f(1) - f(0)}{1 - 0}$,即 $f^\prime(\xi) = \frac{-2 - (-2)}{1 - 0} = 0$。
- 因为 $f^\prime(x) = 12x^2 - 10x + 1$,所以令 $12\xi^2 - 10\xi + 1 = 0$。
- 根据一元二次方程的求根公式 $x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$,其中 $a = 12$,$b = -10$,$c = 1$,可得:
- $\xi = \frac{10 \pm \sqrt{(-10)^2 - 4\times12\times1}}{2\times12} = \frac{10 \pm \sqrt{100 - 48}}{24} = \frac{10 \pm \sqrt{52}}{24} = \frac{10 \pm 2\sqrt{13}}{24} = \frac{5 \pm \sqrt{13}}{12}$。
- 因为 $\frac{5 - \sqrt{13}}{12} \in (0,1)$,$\frac{5 + \sqrt{13}}{12} \in (0,1)$,所以存在 $\xi = \frac{5 \pm \sqrt{13}}{12} \in (0,1)$,使 $f^\prime(\xi) = \frac{f(1) - f(0)}{1 - 0}$。
- 计算 $f(1)$ 和 $f(0)$ 的值: