题目
2. 函数f(x)=x^3-3x在闭区间[0,3]上满足拉格朗日中值定理的点ξ=()A. pmsqrt(3)B. -sqrt(3)C. sqrt(3)D. (sqrt(3))/(3)
2. 函数$f(x)=x^{3}-3x$在闭区间[0,3]上满足拉格朗日中值定理的点ξ=()
A. $\pm\sqrt{3}$
B. $-\sqrt{3}$
C. $\sqrt{3}$
D. $\frac{\sqrt{3}}{3}$
题目解答
答案
C. $\sqrt{3}$
解析
考查要点:本题主要考查拉格朗日中值定理的应用,需要掌握定理的条件和结论,并能正确计算导数及解方程。
解题核心思路:
- 验证定理条件:确认函数在闭区间上连续,开区间内可导(多项式函数天然满足)。
- 计算平均变化率:求端点函数值,代入公式$\frac{f(b)-f(a)}{b-a}$。
- 求导并解方程:令导数等于平均变化率,解方程得到可能的$\xi$值。
- 筛选区间内的解:排除不在区间$(0,3)$内的解。
破题关键点:注意解方程后必须验证$\xi$是否在区间内,避免误选负根。
步骤1:验证定理条件
函数$f(x)=x^3-3x$是多项式函数,在闭区间$[0,3]$上连续,在开区间$(0,3)$内可导,满足拉格朗日中值定理的条件。
步骤2:计算端点函数值
$f(0) = 0^3 - 3 \cdot 0 = 0, \quad f(3) = 3^3 - 3 \cdot 3 = 27 - 9 = 18.$
步骤3:求平均变化率
$\frac{f(3) - f(0)}{3 - 0} = \frac{18 - 0}{3} = 6.$
步骤4:求导并解方程
函数导数为:
$f'(x) = 3x^2 - 3.$
根据定理,存在$\xi \in (0,3)$使得:
$3\xi^2 - 3 = 6 \implies 3\xi^2 = 9 \implies \xi^2 = 3 \implies \xi = \pm\sqrt{3}.$
步骤5:筛选区间内的解
$\sqrt{3} \approx 1.732$在区间$(0,3)$内,而$-\sqrt{3}$不在区间内,故唯一解为$\xi = \sqrt{3}$。