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拉格朗中值定理及其应用(拉格朗中值定理应用论文)

啤酒之家 2023-04-13 15:48 编辑:admin 207阅读

一、微分中值定理及其应用?

微分中值定理包括罗尔中值定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理及泰勒定理。

应用如下:

1、应用中值定理可以证明微分学中的许多定理,这些定理在研究函数性质上起着重要作用。

2、中值定理的主要应用是对等式、不等式的证明及归零问题的解决,应用过程中的主要方法是构造辅助函数及多次运用中值定理。

3、泰勒定理可以应用在近似计算上。

4、对某些不能解决的极限问题,应用泰勒定理可以解决。

二、考研对罗尔定理,拉格朗日中定理,柯西中值定理要求如何?

使用区间是闭区间,且要求在区间上连续可导考研的话,微分中值定理是高数的重点及难点考试的话一般拿来压轴所以这章是很深的,一般需要构造另外一个函数才能完成证明题.我看的书都是借图书馆的,多去图书馆吧.

三、谈谈罗尔中值定理定理的应用及其意义?

罗尔中值定理

微分学中一条重要的定理

三大微分中值定理之一

罗尔(Rolle)中值定理是微分学中一条重要的定理,是三大微分中值定理之一,其他两个分别为:拉格朗日(Lagrange)中值定理、柯西(Cauchy)中值定理。罗尔定理描述如下:如果 R 上的函数 f(x) 满足以下条件:(1)在闭区间 [a,b] 上连续,(2)在开区间 (a,b) 内可导,(3)f(a)=f(b),则至少存在一个 ξ∈(a,b),使得 f'(ξ)=0。

基本信息

中文名

罗尔中值定理

外文名

Rolle's theorem

别名

罗尔定理

证明过程

证明:因为函数 f(x) 在闭区间[a,b] 上连续,所以存在最大值与最小值,分别用 M 和 m 表示,分两种情况讨论:

1. 若 M=m,则函数 f(x) 在闭区间 [a,b] 上必为常函数,结论显然成立。

2. 若 M>m,则因为 f(a)=f(b) 使得最大值 M 与最小值 m 至少有一个在 (a,b) 内某点ξ处取得,从而ξ是f(x)的极值点,又条件 f(x) 在开区间 (a,b) 内可导得,f(x) 在 ξ 处取得极值,由费马引理推知:f'(ξ)=0。

另证:若 M>m ,不妨设f(ξ)=M,ξ∈(a,b),由可导条件知,f'(ξ+)<=0,f'(ξ-)>=0,又由极限存在定理知左右极限均为 0,得证。

几何意义

若连续曲线y=f(x) 在区间 [a,b] 上所对应的弧段 AB,除端点外处处具有不垂直于 x 轴的切线,且在弧的两个端点 A,B 处的纵坐标相等,则在弧 AB 上至少有一点 C,使曲线在C点处的切线平行于 x 轴。

几种特殊情况

(1)有界开区间上的有界函数

若函数 在区间 上连续且可导,并有,则至少存在一个,使得。

(2)有界区间上的无界函数

若函数 在区间 上连续且可导,并有(或),则至少存在一个,使得。

(3)无界区间上的有界函数

若函数 在区间 上连续且可导,并有,则至少存在一个,使得。

(4)无界区间上的无界函数

若函数 在区间 上连续且可导,并有(或),则至少存在一个,使得。

(5)半无界区间上的有界函数

若函数 在区间[ )上连续且可导,并有,则至少存在一个,使得。

(6)半无界区间上的无界函数

若函数 在区间[ )上连续且可导,并有(或),则至少存在一个,使得。

证明

这里仅选择特殊情况(2)、(3)加以证明,其余证明的思路大致类似。

定理 若函数 在区间 上连续且可导,并有。则至少存在一个,使得。

证明:至少可取到一点,使,否则 恒等于,对于任意的实数,都有。

不妨设,取,显然。根据极限定义,由可得

,当 时,有, , ,

任取,则有, 。

利用,类似地可知存在,使。

定理 若函数 在区间 上连续且可导,并有

。则至少存在一个,使得。

证明:任取,因为,所以至少存在一点,使。

类似地由 可知存在一点,使。

这就有了 且,

于是,在闭区间 上连续,则在闭区间 上必有 的最小值点,由于闭区间 的两个端点都不可能是 的最小值点,由此可知,根据费马定理可知。

范例解析

用罗尔中值定理证明:方程

3在 (0,1) 内有实根。

证明:设

则 F(x) 在 [0,1] 上连续,在 (0,1) 内可导,,

所以由罗尔中值定理,至少存在一点,使得,

所以,

所以ξ是方程在 (0,1) 内的一个实根。

结论得证。

四、欧拉中值定理?

拉格朗日中值定理又称拉氏定理,是微分学中的基本定理之一,它反映了可导函数在闭区间上的整体的平均变化率与区间内某点的局部变化率的关系。拉格朗日中值定理是罗尔中值定理的推广,同时也是柯西中值定理的特殊情形,是泰勒公式的弱形式(一阶展开)。

五、中值定理的推导及其公式?

中值定理公式:f(x)={[f(b)-f(a)]/(b-a)}x。中值定理是反映函数与导数之间联系的重要定理,也是微积分学的理论基础,在许多方面它都有重要的作用,在进行一些公式推导与定理证明中都有很多应用。

函数(function)的定义通常分为传统定义和近代定义,函数的两个定义本质是相同的,只是叙述概念的出发点不同,传统定义是从运动变化的观点出发,而近代定义是从集合、映射的观点出发。函数的近代定义是给定一个数集A,假设其中的元素为x,对A中的元素x施加对应法则f,记作f(x),得到另一数集B,假设B中的元素为y,则y与x之间的等量关系可以用y=f(x)表示,函数概念含有三个要素:定义域A、值域C和对应法则f。其中核心是对应法则f,它是函数关系的本质特征

六、中值定理的应用条件?

中值定理是反映函数与导数之间联系的重要定理,也是微积分学的理论基础,在许多方面它都有重要的作用,在进行一些公式推导与定理证明中都有很多应用。

中值定理是由众多定理共同构建的,其中拉格朗日中值定理是核心,罗尔定理是其特殊情况,柯西定理是其推广。

中值定理的主要作用在于理论分析和证明;同时由柯西中值定理还可导出一个求极限的洛必达法则。

中值定理的应用主要是以中值定理为基础,应用导数判断函数上升,下降,取极值,凹形,凸形和拐点等项的重要性态。从而能把握住函数图象的各种几何特征。在极值问题上也有重要的实际应用。

七、拉格朗日定理著名?

拉格朗日定理存在于多个学科领域中,分别为:流体力学中的拉格朗日定理;微积分中的拉格朗日定理;数论中的拉格朗日定理;群论中的拉格朗日定理。

正压理想流体在质量力有势的情况下,如果初始时刻某部分流体内无涡,则在此之前或以后的任何时刻中这部分流体皆为无涡。以某一起始时刻每个质点的坐标位置(a、b、c),作为该质点的标志。 如果在一个正整数的因数分解式中,没有一个数有形式如4k+3的质数次方,该正整数可以表示成两个平方数之和。

八、柯西中值定理的应用?

柯西中值定理是拉格朗日中值定理的推广,是微分学的基本定理之一。其几何意义为,用参数方程表示的曲线上至少有一点,它的切线平行于两端点所在的弦。该定理可以视作在参数方程下拉格朗日中值定理的表达形式。

柯西中值定理粗略地表明,对于两个端点之间的给定平面弧,至少有一个点,使曲线在该点的切线平行于两端点所在的弦。

九、中值定理的应用领域?

 ►中值定理与导数的应用领域

  1、定理(罗尔定理)如果函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,且在区间端点的函数值相等,即f(a)=f(b),那么在开区间(a,b)内至少有一点&xi;(a

  2、定理(拉格朗日中值定理)如果函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,那么在开区间(a,b)内至少有一点&xi;(a

  3、定理(柯西中值定理)如果函数f(x)及F(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,且F&rsquo;(x)在(a,b)内的每一点处均不为零,那么在开区间(a,b)内至少有一点&xi;,使的等式[f(b)-f(a)]/[F(b)-F(a)]=f&rsquo;(&xi;)/F&rsquo;(&xi;)成立。

  4、洛必达法则应用条件只能用与未定型诸如0/0、&infin;/&infin;、0&times;&infin;、&infin;-&infin;、00、1&infin;、&infin;0等形式。

  5、函数单调性的判定法设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,那么:(1)如果在(a,b)内f&rsquo;(x)>0,那么函数f(x)在[a,b]上单调增加;(2)如果在(a,b)内f&rsquo;(x)

  如果函数在定义区间上连续,除去有限个导数不存在的点外导数存在且连续,那么只要用方程f&rsquo;(x)=0的根及f&rsquo;(x)不存在的点来划分函数f(x)的定义区间,就能保证f&rsquo;(x)在各个部分区间内保持固定符号,因而函数f(x)在每个部分区间上单调。

  6、函数的极值如果函数f(x)在区间(a,b)内有定义,x0是(a,b)内的一个点,如果存在着点x0的一个去心邻域,对于这去心邻域内的任何点x,f(x)f(x0)均成立,就称f(x0)是函数f(x)的一个极小值。

  在函数取得极值处,曲线上的切线是水平的,但曲线上有水平曲线的地方,函数不一定取得极值,即可导函数的极值点必定是它的驻点(导数为0的点),但函数的驻点却不一定是极值点。

十、蝴蝶定理及其应用?

蝴蝶定理这个命题最早出现在1815年,而“蝴蝶定理”这个名称最早出现在《美国数学刊》1944年2月号,由于其几何图形形象奇特,貌似蝴蝶,便以此命名。蝴蝶定理是古典欧式平面几何的最精彩的结果之一。这个定理的证法不胜枚举,至今仍然被数学热爱者研究,在考试中时有出现各种变形。

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