考研数二第十一讲 罗尔中值和拉格朗日定理与柯西中值定理

文章详细阐述了罗尔、拉格朗日和柯西中值定理的基本概念、条件及其相互关系。罗尔定理作为基础,指出在特定条件下函数存在至少一点导数为零;拉格朗日定理是罗尔定理的推广;而柯西定理进一步扩展到两个函数,是拉格朗日定理的增强版。这些定理在微分学中有着重要应用。

对柯西中值定理、拉格朗日中值定理的理解及应用,关于罗尔中值定理一定要理解含义,学会分析罗尔中值定理的充分条件,构造对应符合条件的函数,这样就可以利用罗尔中值定理求得函数在定义区域里可得至少一点x,使得f’(x)=0.
拉格朗日定义和柯西中值都是可以通过罗尔定理变形推理得出,但是他们对应的条件存在一定差异,这一点一定要记清楚,不要搞混淆。

罗尔中值定理

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。
在这里插入图片描述
其中罗尔中值定理是基础,拉格朗日中值定理是罗尔中值定理的推广,柯西中值定理,是拉格朗日中值定理的推广。那么它们到底在讲什么呢?这节课,我们就来学习它们中的第一个,罗尔中值定理。

不少同学会疑惑,能不能将罗尔中值定理的条件进行如下修改?
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答案是不可以,因为这样的修改并不等价,比如:
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上述函数 就刚好满足“在闭区间 上连续,在开区间 上可导”,其在端点 x=0和x=1 处不可导,它也是可以运用罗尔中值定理的,即在这里插入图片描述

拉格朗日中值定理

根据罗尔定理,如果R上的函数 f(x) 满足以下条件:f(a)=f(b),则至少存在一个 ξ∈(a,b),使得 f’(ξ)=0。再看拉格朗日中值定理形式
为了证明,我们先变换一下
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例题

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柯西中值定理

柯西中值定理是拉格朗日中值定理的推广。如果,我们把研究对象扩展到两个函数,然后,将结论
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再加上分母不为零的条件。那么拉格朗日中值定理,就成了我们的柯西中值定理
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例题

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