题目
若函数f(x)在区间[1,2]上连续,且f(1) =1,f(2) =0,证明:至少存在一点varepsilon in (1,2),使得varepsilon in (1,2)成立.
若函数f(x)在区间[1,2]上连续,且f(1) =1,f(2) =0,证明:至少存在一点,使得
成立.
题目解答
答案
本题可通过构造辅助函数,利用零点存在定理来证明。
1. 构造辅助函数
令F(x)=f(x)-ln x。
2. 分析辅助函数在区间端点的值
已知函数f(x)在区间[1, 2]上连续,而对数函数y = ln x在区间(0, +∞)上连续,所以F(x)=f(x)-ln x在区间[1, 2]上也连续。
计算F(x)在区间端点的值:
当x = 1时,F(1)=f(1)-ln 1。
因为f(1)=1,且ln 1 = 0,所以F(1)=1 - 0 = 1。
当x = 2时,F(2)=f(2)-ln 2。
已知f(2)=0,所以F(2)=0 - ln 2=-ln 2。
由于ln 2>0,所以F(2)<0,而F(1)>0。
3. 利用零点存在定理证明
零点存在定理:如果函数y = F(x)在闭区间[a, b]上连续,且F(a)与F(b)异号,那么在开区间(a, b)内至少有一点,使得
。
在本题中,F(x)在区间[1, 2]上连续,且F(1)>0,F(2)<0,满足零点存在定理的条件。
所以至少存在一点,使得
,即
,也就是
成立。
综上,得证。