题目
(1)函数 (x)=(x)^4 在区间[1,2]上满足拉格朗日中值定理,则 xi = __

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查拉格朗日中值定理的应用,要求根据定理的条件和结论,求出满足条件的点$\xi$的值。
解题核心思路:
- 验证定理条件:确认函数$f(x)=x^4$在区间$[1,2]$上连续且可导(多项式函数满足条件)。
- 应用定理公式:根据拉格朗日中值定理,存在$\xi \in (1,2)$,使得$f(2)-f(1)=f'(\xi)(2-1)$。
- 解方程求$\xi$:通过计算左右两边的值,建立方程并求解。
破题关键点:
- 正确计算函数值和导数:$f(2)=16$,$f(1)=1$,导数$f'(x)=4x^3$。
- 解三次方程:将方程$4\xi^3=15$转化为$\xi=\sqrt[3]{\dfrac{15}{4}}$,并验证$\xi$是否在区间$(1,2)$内。
根据拉格朗日中值定理,函数$f(x)=x^4$在区间$[1,2]$上连续且可导,因此存在$\xi \in (1,2)$,使得:
$f(2)-f(1)=f'(\xi)(2-1)$
步骤1:计算函数值
$f(2)=2^4=16, \quad f(1)=1^4=1$
因此:
$f(2)-f(1)=16-1=15$
步骤2:计算导数
函数$f(x)=x^4$的导数为:
$f'(x)=4x^3$
步骤3:建立方程
根据定理公式:
$15 = f'(\xi) \cdot 1 \implies 4\xi^3=15$
步骤4:解方程求$\xi$
解得:
$\xi^3 = \dfrac{15}{4} \implies \xi = \sqrt[3]{\dfrac{15}{4}}$
验证区间
计算$\sqrt[3]{\dfrac{15}{4}} \approx 1.55$,确实在区间$(1,2)$内,符合定理要求。