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中值定理研究方法

发布时间:2022-08-23 09:53:11

⑴ 拉格朗日中值定理的内容

拉格朗日中值定理的内容:

若函数f(x)在区间[a,b]满足以下条件:

(1)在[a,b]连续

(2)在(a,b)可导

则在(a,b)中至少存在一点f'(c)=[f(b)-f(a)]/(b-a) a<c<b,使或f(b)-f(a)=f'(c)(b-a) 成立,其中a<c<b

证明: 把定理里面的c换成x再不定积分得原函数f(x)={[f(b)-f(a)]/(b-a)}x.

做辅助函数G(x)=f(x)-{[f(b)-f(a)]/(b-a)}x.

易证明此函数在该区间满足条件:

1.G(a)=G(b);

2.G(x)在[a,b]连续;

3.G(x)在(a,b)可导.

此即罗尔定理条件,由罗尔定理条件即证。

(1)中值定理研究方法扩展阅读

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)。

法国数学家拉格朗日于1797年在其着作《解析函数论》的第六章提出了该定理,并进行了初步证明,因此人们将该定理命名为拉格朗日中值定理。

⑵ 微分中值定理在不等式证明中的应用的基本思想和主要方法是什么

微分中值定理是一系列中值定理总称,是研究函数的有力工具,其中最重要的内容是拉格朗日定理,可以说其他中值定理都是拉格朗日中值定理的特殊情况或推广。
拉格朗日中值定理
内容:
如果函数 f(x) 满足:1)在闭区间[a,b]上连续;
2)在开区间(a,b)内可导。
那么:在(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ<b),使等式 f(b)-f(a)=f′(ξ)(b-a) 成立。

其他重要定理:
1.罗尔定理
如果函数f(x)满足:1)在闭区间[a,b]上连续;
2)在开区间(a,b)内可导;
3)在区间端点处的函数值相等,即f(a)=f(b),
那么:在(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ<b),使得 f'(ξ)=0.

2.柯西中值定理
如果函数f(x)及F(x)满足:1)在闭区间[a,b]上连续;
2)在开区间(a,b)内可导;
3)对任一x∈(a,b),F'(x)≠0
那么在(a,b) 内至少有一点ξ,使等式[f(b)-f(a)]/[F(b)-F(a)]=f'(ξ)/F'(ξ)成立

3.洛必达法则
设:1)当x→a时,函数f(x)及F(x)都趋于零;
2)在点a的去心邻域内,f'(x)及F'(x)都存在且F'(x)≠0;
3)当x→a时lim f'(x)/F'(x)存在(或为无穷大),
那么:x→a时 lim f(x)/F(x)=lim f'(x)/F'(x)。
又设:1)当x→∞时,函数f(x)及F(x)都趋于零;
2)当|x|>N时f'(x)及F'(x)都存在,且F'(x)≠0;
3)当x→∞时lim f'(x)/F'(x)存在(或为无穷大),
那么:x→∞时 lim f(x)/F(x)=lim f'(x)/F'(x)。

⑶ 微分中值定理可以用来研究哪些内容什么时候会想到要用

应用

(一)对于不等式与等式证明中的应用
中值定理在一些等式的证明中,我们往往容易思维定式,只是对于原来的式子要从哪去证明,很不容易去联系其它,只从式子本身所表达的意思去证明。已知有这样一个推论,若函数
在区间I上可导,且
中值定理
,则为I上的一个常量函数。它的几何意义为:斜率处处为0的曲线一定是平行于y轴的直线。这个推论的证明应用拉格朗日中值定理。
(二)关于方程根的讨论(存在性与根的个数)(三)在洛比达法则中证明的应用
无穷小(大)量阶的比较时,看到两个无穷小(大)量之比的极限可能存在,也可能不存在。如果存在,其极限值也不尽相同。称两个无穷小量或两个无穷大量之比的极限为 型或 型不定式极限。解决这种极限的问题通常要用到洛比达法则。这是法则的内容,而在计算时往往都是直接的应用结论,没有注意到定理本身的证明,而这个定理的证明也应用到了中值定理。
中值定理(四)定理之间的关系应用
在一元函数微分学中,微分中值定理是应用函数的局部性质研究函数在区间上整体性质的重要工具,它在数学分析中占有重要的地位,其中拉格朗日中值定理是核心,罗尔定理是其特殊情况,柯西定理是起推广。拉格朗日微分中值定理有许多推广,这些推广有一些基本的特点,这就是把定理条件中可微性概念拓宽,然后推广微分中值表达公式。微分中值定理的应用为数学的进一步发展提供了广阔的天地,在以后的学习中还会有其他的应用,再做更为全面的总结

⑷ 中值定理有哪些呢

中值定理有拉格朗日中值定理,柯西中值定理,泰勒定理。高考试题本身就带有高等数学的相关影子,同时高等数学的一些知识点,应用到高考题目中,一般只应用一些比较简单的部分,所以此时用高等数学的知识去解决高考压轴大题。

中值定理的特点

拉格朗日中值定理LagrangeMeanValueTheorem,提出时间1797年又称拉氏定理,又称微分中值定理,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,拉格朗日中值定理是微分中值定理的核心,其他中值定理是拉格朗日中值定理的特殊情况和推广,它是微分学应用的桥梁,在理论和实际中具有极高的研究价值。

⑸ 中值定理的简介

函数与其导数是两个不同的的函数;而导数只是反映函数在一点的局部特征;如果要了解函数在其定义域上的整体性态,就需要在导数及函数间建立起联系,微分中值定理就是这种作用。微分中值定理,包括罗尔定理、拉格朗日定理、柯西定理、泰勒定理。是沟通导数值与函数值之间的桥梁,是利用导数的局部性质推断函数的整体性质的工具。以罗尔定理、拉格朗日中值定理和柯西中值定理组成的一组中值定理是一整个微分学的理论基础。拉格朗日中值定理,建立了函数值与导数值之间的定量联系,因而可用中值定理通过导数去研究函数的性态;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。
微积分学基本定理指出,求不定积分与求导函数互为逆运算[把上下限代入不定积分即得到积分值,而微分则是导数值与自变量增量的乘积],这也是两种理论被统一成微积分学的原因。我们可以以两者中任意一者为起点来讨论微积分学,但是在教学中,微分学一般会先被引入。 微积分是与实际应用联系着发展起来的,它在天文学、力学、化学、生物学、工程学、经济学等自然科学、社会科学及应用科学等多个分支中,有越来越广泛的应用。特别是计算机的发明更有助于这些应用的不断发展。
客观世界的一切事物,小至粒子,大至宇宙,始终都在运动和变化着。因此在数学中引入了变量的概念后,就有可能把运动现象用数学来加以描述了。
由于函数概念的产生和运用的加深,也由于科学技术发展的需要,一门新的数学分支就继解析几何之后产生了,这就是微积分学。微积分学这门学科在数学发展中的地位是十分重要的,可以说它是继欧氏几何后,全部数学中的最大的一个创造。

⑹ 拉格朗日中值定理公式是怎么样的

拉格朗日中值定理的内容:

若函数f(x)在区间[a,b]满足以下条件:

(1)在[a,b]连续

(2)在(a,b)可导

则在(a,b)中至少存在一点f'(c)=[f(b)-f(a)]/(b-a) a<c<b,使或f(b)-f(a)=f'(c)(b-a) 成立,其中a<c<b

证明: 把定理里面的c换成x再不定积分得原函数f(x)={[f(b)-f(a)]/(b-a)}x.

做辅助函数G(x)=f(x)-{[f(b)-f(a)]/(b-a)}x.

易证明此函数在该区间满足条件:

1.G(a)=G(b);

2.G(x)在[a,b]连续;

3.G(x)在(a,b)可导.

此即罗尔定理条件,由罗尔定理条件即证。

(6)中值定理研究方法扩展阅读

人们对拉格朗日中值定理的认识可以上溯到公元前古希腊时代,古希腊数学家在几何研究中得到如下结论:“过抛物线弓形的顶点的切线必平行于抛物线弓形的底”。这正是拉格朗日定理的特殊情况,古希腊数学家阿基米德正是巧妙地利用这一结论,求出抛物弓形的面积。

意大利卡瓦列里在《不可分量几何学》(1635年)的卷一中给出处理平面和立体图形切线的有趣引理,其中引理3基于几何的观点也叙述了同样一个事实:曲线段上必有一点的切线平行于曲线的弦。这是几何形式的微分中值定理,被人们称为卡瓦列里定理。

如何理解三大微分中值定理

微分中值定理(即罗尔定理, 拉格朗日定理, 柯西定理, 泰勒定理)是数学分析上册最重要的内容之一, 想要学好中值定理, 首先要学习它们的证明方法, 需要强调的是拉格朗日中值定理与柯西中值定理均可由罗尔中值定理进行证明, 证明的方法为积分法, 这是构造辅助函数最基本的一种手段, 另外由此也可以看出罗尔中值定理的极端重要性.


1.罗尔中值定理的证明过程如下所示:


经过以上三个微分中值定理的证明过程之后,我们会发现,在拉格朗日中值定理中如果f(a)=f(b),就是罗尔中值定理,在柯西微分中值定理中,如果g(x)=x,那么就成为了拉格朗日中值定理,我们就可以得出他们之间的关系为:拉格朗日中值定理是柯西中值定理的一种特殊情况,同样,罗尔中值定理是拉格朗日中值定理的一种特殊情况。

这三大微分中值定理是研究函数的有力工具,微分中值定理反映了导数的局部性与函数的整体性之间的欢喜,应用十分广泛,我们只有对这三个微分中值定理做到真正的理解,才能在用导数判断函数单调性、凹凸性和求极值、求拐点的方法,描绘函数的图像等等,这些更深层次的问题中灵活运用。

⑻ 中值定理有哪些啊

中值定理通常包括罗尔定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理,他们不但是研究函数形态的基础,同时也是洛必达法则及泰勒公式的理论基础。

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。

在中值定理中,中值指的是,定理的结论里面一定与所讨论区间[a,b]的某一个值有关,这个值统称为中值,是区间[a,b]其中的一个值。

中值定理的前世今生

人们对微分中值定理的认识可以上溯到公元前古希腊时代,古希腊数学家在几何研究中,得到如下结论,过抛物线弓形的顶点的切线必平行于抛物线弓形的底,这正是拉格朗日定理的特殊情况。希腊着名数学家阿基米德正是巧妙地利用这一结论,求出抛物弓形的面积。

意大利卡瓦列里在《不可分量几何学》的卷一中给出处理平面和立体图形切线的有趣引理,其中引理3基于几何的观点也叙述了同样一个事实,曲线段上必有一点的切线平行于曲线的弦。这是几何形式的微分中值定理,被人们称为卡瓦列里定理。

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