题目
三、1.设函数f(x)在闭区间[0,1]上连续,在开区间(0,1)内可导,且(0)=f(1)=0.试证在(0,1)内至少存在一点c,使(0)=f(1)=0..
三、1.设函数f(x)在闭区间[0,1]上连续,在开区间(0,1)内可导,且
试证在(0,1)内至少存在一点c,使
.
题目解答
答案
首先,根据题目给出的条件,函数 f(x) 在闭区间 [0,1] 上连续,并在开区间 (0,1) 内可导。另外,已知
。
我们需要根据题目要求证明,在开区间 (0,1) 内至少存在一点 c,使得
。
可以利用介值定理(或称零点定理)来证明这个结论。根据介值定理,如果一个连续函数在一个闭区间的两个端点取不同的符号值,那么在这个闭区间内,函数必定存在一个零点。
我们可以考虑函数
,其中 x 属于开区间 (0,1)。
观察到当 x = 0 或 x = 1 时,g(x) 的值为 0。同时,由于
,可以知道 g(x) 在 [0,1] 上也是连续的。
根据介值定理,由于 g(x) 在闭区间 [0,1] 上连续,并且在两个端点上取不同的符号,所以在开区间 (0,1) 内,必然存在一个点 c,使得 g(c) = 0。
注意到
,所以 g(c) = 0 可以转化为
。
因此,证明了在开区间 (0,1) 内至少存在一点 c,使得
。