题目
3.[简答题]设函数f(x)在[0,π]上连续,在(0,π)内可导,且f(0)=f(π)=0.证明:至少存在一点ξ∈(0,π),使得f'(ξ)=-f(ξ).
3.[简答题]
设函数f(x)在[0,π]上连续,在(0,π)内可导,且f(0)=f(π)=0.证明:至少存在一点ξ∈(0,π),使得f'(ξ)=-f(ξ).
题目解答
答案
定义辅助函数 $g(x) = e^x f(x)$,则 $g(x)$ 在 $[0, \pi]$ 上连续,在 $(0, \pi)$ 内可导。由题意,$g(0) = e^0 f(0) = 0$,$g(\pi) = e^\pi f(\pi) = 0$,满足罗尔定理条件。
根据罗尔定理,存在 $\xi \in (0, \pi)$,使得 $g'(\xi) = 0$。
计算 $g'(x) = e^x (f(x) + f'(x))$,由 $g'(\xi) = 0$ 得 $f(\xi) + f'(\xi) = 0$,即 $f'(\xi) = -f(\xi)$。
结论: 至少存在一点 $\xi \in (0, \pi)$,满足 $f'(\xi) = -f(\xi)$。
$\boxed{\text{存在 } \xi \in (0, \pi) \text{,使得 } f'(\xi) = -f(\xi).}$