2016年考研数学资料备考重要知识点之中值定理
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中值定理首先我们来看看几大定理:1、 介值定理:设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,且在该区间的端点取不同的函数值f(a)=A及f(b)=B ,那么对于A 与B 之间的任意一个数C ,在开区间(a,b)内至少有一点ξ使得f(ξ)=C(a<ξ<b).Ps:c 是介于A 、B 之间的,结论中的ξ取开区间。
介值定理的推论:设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,则f(x)在[a,b]上有最大值M ,最小值m,若m ≤C ≤M,则必存在ξ∈[a,b], 使得f(ξ)=C 。
(闭区间上的连续函数必取得介于最大值M 与最小值m 之间的任何值。
此条推论运用较多)Ps :当题目中提到某个函数f(x),或者是它的几阶导函数在某个闭区间上连续,那么该函数或者其几阶导函数必可以在该闭区间上取最大值和最小值,那么就对于在最大值和最小值之间的任何一个值,必存在一个变量使得该值等于变量处函数值。
2、 零点定理:设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,且f(a)与f(b)异号,即f(a).f(b)<0,那么在开区间内至少存在一点ξ使得f(ξ)=0.Ps:注意条件是闭区间连续,端点函数值异号,结论是开区间存在点使函数值为0.3、 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`(x)=0;4、 拉格朗日中值定理: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;那么在(a,b)内至少有一点ξ(<a ξ<b),使得 f(b)-f(a)=f`(ξ).(b-a).5、 柯西中值定理:如果函数f(x)及g(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<x<b),g`(x)≠0, 那么在(a,b)内至少存在一点ξ,使得)`()`()()()()(ξξg f a g b g a f b f =--Ps :对于罗尔定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理结论都是开开区间内取值。
第三章 中值定理与导数的应用从第二章第一节的前言中已经知道,导致微分学产生的第三类问题是“求最大值和最小值”. 此类问题在当时的生产实践中具有深刻的应用背景,例如,求炮弹从炮管里射出后运行的水平距离(即射程),其依赖于炮筒对地面的倾斜角(即发射角). 又如,在天文学中,求行星离开太阳的最远和最近距离等. 一直以来,导数作为函数的变化率,在研究函数变化的性态中有着十分重要的意义,因而在自然科学、工程技术以及社会科学等领域中得到广泛的应用.在第二章中,我们介绍了微分学的两个基本概念—导数与微分及其计算方法. 本章以微分学基本定理—微分中值定理为基础,进一步介绍利用导数研究函数的性态,例如判断函数的单调性和凹凸性,求函数的极限、极值、最大(小)值以及函数作图的方法,最后还讨论了导数在经济学中的应用.第一节 中值定理中值定理揭示了函数在某区间的整体性质与该区间内部某一点的导数之间的关系,因而称为中值定理. 中值定理既是用微分学知识解决应用问题的理论基础,又是解决微分学自身发展的一种理论性模型, 因而称为微分中值定理.内容分布图示★ 费马引理 ★ 罗尔定理★ 例1 ★ 例2★ 例3 ★ 例4 ★ 例5★ 例6 ★ 拉格朗日中值定理 ★ 例7★ 例8 ★ 例9★ 例10 ★ 柯西中值定理 ★ 例11★ 例12★ 内容小结 ★ 课堂练习★ 习题3-1★ 返回内容要点:一、罗尔定理:在闭区间[a , b ]上连续;在开区间(a , b )内可导;在区间端点的函数值相等, 即).()(b f a f = 结论:在(a , b )内至少存在一点),(b a <<ξξ使得 .0)(='ξf注:罗尔定理的三个条件是十分重要的,如果有一个不满足,定理的结论就可能不成立. 分别举例说明之.罗尔定理中)()(b f a f =这个条件是相当特殊的,它使罗尔定理的应用受到限制. 拉格朗日在罗尔定理的基础上作了进一步的研究,取消了罗尔定理中这个条件的限制,但仍保留了其余两个条件,得到了在微分学中具有重要地位的拉格朗日中值定理.二、拉格朗日中值定理:在闭区间[a , b ]上连续;在开区间(a , b )内可导. 结论:在(a , b )内至少存在一点),(b a <<ξξ 使得))(()()(a b f a f b f -'=-ξ拉格朗日中值公式反映了可导函数在],[b a 上整体平均变化率与在),(b a 内某点ξ处函数的局部变化率的关系. 若从力学角度看,公式表示整体上的平均速度等于某一内点处的瞬时速度. 因此,拉格朗日中值定理是联结局部与整体的纽带.拉格朗日终值定理可改写为).10()(0<<∆⋅∆+'=∆θθx x x f y 称为有限增量公式.拉格朗日中值定理在微分学中占有重要地位,有时也称这个定理为微分中值定理. 在某些问题中,当自变量x 取得有限增量x ∆而需要函数增量的准确表达式时,拉格朗日中值定理就突显出其重要价值.推论1 如果函数)(x f 在区间I 上的导数恒为零, 那末)(x f 在区间I 上是一个常数.三、柯西中值定理:在闭区间[a , b ]上连续;在开区间(a , b )内可导;在(a , b )内每一点处, 0)(≠'x g . 结论:在(a , b )内至少存在一点),(b a <<ξξ 使得)()()()()()(ξξg f b g a g b f a f ''=-- 显然, 若取,)(x x g =则,1)(,)()(='-=-x g a b a g b g 因而柯西中值定理就变成拉格朗日中值定理(微分中值定理)了. 所以柯西中值定理又称为广义中值定理.例题选讲:罗尔定理的应用例1 对函数x x f 2sin )(=在区间],0[π上验证罗尔定理的正确性.例2 (讲义例1) 不求导数, 判断函数)3)(2)(1()(---=x x x x f 的导数有几个零点及这些零点所在的范围..例3 (讲义例2) 证明方程0155=+-x x 有且仅有一个小于1的正实根.例 4 设 n a a a a ,,,,321Λ为满足012)1(3121=--++--n a a a n n Λ的实数, 试证明方程 ,0)12cos(3cos cos 21=-+++x n a x a x a n Λ在)2/,0(π内至少存在一个实根.例 5 设)(x f 在],[b a 上连续, 在),(b a 内可导, 且.0)()(==b f a f 证明: 存在),(b a ∈ξ, 使)()(ξξf f ='成立.拉格朗日中值定理的应用例6 (讲义例3) 证明 ).11(2arccos arcsin ≤≤-=+x x x π 例7 (讲义例4) 证明当0>x 时, .)1ln(1x x xx <+<+ 例8 设)(x f 是在],0[c 上可导的函数, 且)(x f '单调减少, .0)(=x f 试证: 对于,0c b a b a ≤+≤≤≤ 恒有 ).()()(b f a f b a f +≤+例9 验证柯西中值定理对函数23)(,1)(x x g x x f =+=在区间]2,1[上的正确性.柯西中值定理的应应用例10 (讲义例5) 设函数)(x f 在[0, 1]上连续, 在(0, 1)内可导. 试证明至少存在一点)1,0(∈ξ, 使)].0()1([2)(f f f -='ξξ课堂练习1. 试举例说明拉格朗日中值定理的条件缺一不可.2. 若)(x f 是[a , b ]上的正值可微函数, 则有点)1,0(∈ξ使().)()()()(lna b f f a f b f -'=ξξ罗尔(Rolle ,1652~1719)简介:罗尔是法国数学家。
中值定理这部份的考点要紧包括五大定理:费马引理、罗尔中值定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理和泰勒中值定理,它们在考研中主若是以证明题的形式考查大伙儿。
今天咱们要紧讨论泰勒中值定理,泰勒中值定理在高等数学中的应用是超级多的。
它的应用不单单局限在证明题中,它还能够用到极限的计算中、幂级数的展开和求和等,关于2016年的考生而言,此刻还处于温习的基础时期,那个时期不需要把握泰勒中值定理的全数应用,只需要把握它的大体内容即可。
泰勒中值定理的内容是复杂的,为了帮忙大伙儿专门好的明白得,下面咱们来推导一下泰勒中值定理。
关于基础时期而言,大伙儿把握上面的大体内容就能够够了,具体每一个定理是怎么用的,是下个时期大伙儿要攻克的问题。
中值定理的三个公式中值定理是微积分中的一个重要定理,用于研究函数的性质和推导函数的一些特征。
中值定理有三个不同的形式,罗尔(Rolle)定理、拉格朗日(Lagrange)中值定理和柯西(Cauchy)中值定理。
下面我将详细介绍这三个公式。
1.罗尔定理:罗尔定理是拉格朗日中值定理的一种特殊情况。
设函数$f(x)$在区间$[a,b]$上连续,在开区间$(a,b)$上可导,且满足$f(a)=f(b)$,则在开区间$(a,b)$内,存在至少一点$c$,使得$f'(c)=0$。
简而言之,如果一个函数在两个端点的函数值相等且在区间内可导,那么在该区间内一定存在至少一个导数为零的点。
2.拉格朗日中值定理:拉格朗日中值定理是微积分中的一个重要定理,它给出了一个函数在一个闭区间上存在一个导数与函数在区间两个端点的斜率相等的点的位置。
设函数$f(x)$在闭区间$[a, b]$上连续,在开区间$(a, b)$上可导,那么在$[a, b]$之间有一个点$c$,使得$f'(c) = \frac{f(b)-f(a)}{b-a}$。
换句话说,如果一个函数在闭区间内连续且在开区间内可导,那么在这个闭区间内至少存在一个点,其导数等于函数在这个区间两个端点的函数值斜率。
3.柯西中值定理:柯西中值定理是微积分中的一个重要定理,它给出了两个函数在一个闭区间上存在一个导数与函数在区间两个端点的函数值斜率之差的商相等的点的位置。
设函数$f(x)$和$g(x)$在闭区间$[a, b]$上连续,在开区间$(a, b)$上可导,且$g'(x)\neq 0$ ,那么在$[a, b]$之间有一个点$c$,使得$\frac{f'(c)}{g'(c)}=\frac{f(b)-f(a)}{g(b)-g(a)}$。
总结一下,如果两个函数在闭区间内连续且在开区间内可导,且其中一个函数的导数不为零,那么在这个闭区间内至少存在一个点,其导数与两个函数的函数值斜率之差的商相等。
中值定理百科名片分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。
目录简介应用拉格朗日微分中值定理罗尔定理柯西中值定理积分中值定理编辑本段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。
编辑本段应用(一)对于不等式与等式证明中的应用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。
中值定理在考研数学中占的比例
在考研数学中,中值定理是一项非常基础且重要的数学知识,涉
及到微积分和函数论等多个领域,因此在考试中占据了相当重要的比例。
中值定理是一类函数性质定理的统称,包括拉格朗日中值定理、
柯西中值定理和罗尔中值定理。
这些定理通常表达的是函数在某个区
间的某些特定性质,例如函数在该区间取到最大值、最小值、增、减
等等。
在考研数学中,通常会涉及到如何证明这些定理,并利用这些
定理进行计算题目。
具体来说,考研数学中的中值定理的比例主要表现在以下几个方面:
第一,纵向比较。
在历年的考研试题中,中值定理几乎每年都会
出现,占据了数分考试内容的相当比例。
例如2019年的数学一考试,
考生需要利用拉格朗日中值定理证明某个函数在一个区间内的某个性质,相对来说这道题并不算很难,但如果不掌握这一定理,将难以得分。
第二,横向比较。
除了在数学一试卷中出现之外,中值定理也会
在数学二试卷中出现。
尽管数学二考试内容上相对于数学一来说更为
复杂,但占据中值定理比例仍然相当重要。
第三,考试方式。
中值定理在考研数学中占据比例的另一个重要
原因是,它们往往是表达题和计算题的重要考点,并且这种题型的难
度不高,求解过程通常是基于中值定理推导而成的。
因此,在考试中,能否熟练地掌握中值定理,深度理解定理的具体推导过程,对于拿高
分来说是至关重要的。
总而言之,中值定理在考研数学中占据非常重要的比例,考生需
要认真掌握这些定理的具体内容和各种应用,深刻理解它们在微积分
和函数论领域的意义,以此提升自己的数学水平并取得优异的成绩。
考研数学高数有哪些中值定理的复习重点考研数学高数有哪些中值定理的复习重点高等数学七大中值定理是大家在学习过程中认为最难的部分,而中值定理一般是考试中必考的,得分率不高,希望考生好好把握。
店铺为大家精心准备了考研数学高数7大中值定理的复习要点,欢迎大家前来阅读。
考研数学高数7大中值定理重点详解七大定理的归属。
零点定理与介值定理属于闭区间上连续函数的性质。
三大中值定理与泰勒定理同属于微分中值定理,并且所包含的内容递进。
积分中值定理属于积分范畴,但其实也是微分中值定理的推广。
对使用每个定理的体会学生在看到题目时,往往会知道使用某个中值定理,因为这些问题有个很明显的特征—含有某个中值。
关键在于是对哪个函数在哪个区间上使用哪个中值定理。
1、使用零点定理问题的基本格式是“证明方程f(x)=0在a,b之间有一个(或者只有一个)根”。
从题目中我们一目了然,应当是对函数f(x)在区间[a,b]内使用零点定理。
应当注意的是零点定理只能说明零点在某个开区间内,当要求说明根在某个闭区间或者半开半闭区间内时,需要对这些端点做例外说明。
2、介值定理问题可以化为零点定理问题,也可以直接说明,如“证明在(a,b)内存在ξ,使得f(ξ)=c”,仅需要说明函数f(x)在[a,b]内连续,以及c位于f(x)在区间[a,b]的值域内。
3、用微分中值定理说明的问题中,有两个主要特征:含有某个函数的导数(甚至是高阶导数)、含有中值(也可能有多个中值)。
应用微分中值定理主要难点在于构造适当的函数。
在微分中值定理证明问题时,需要注意下面几点:(1)当问题的结论中出现一个函数的一阶导数与一个中值时,肯定是对某个函数在某个区间内使用罗尔定理或者拉格朗日中值定理;(2)当出现多个函数的一阶导数与一个中值时,使用柯西中值定理,此时找到函数是最主要的;(3)当出现高阶导数时,通常归结为两种方法,对低一阶的导函数使用三大微分中值定理、或者使用泰勒定理说明;(4)当出现多个中值点时,应当使用多次中值定理,在更多情况下,由于要求中值点不一样,需要注意区间的选择,两次使用中值定理的区间应当不同;(5)使用微分中值定理的难点在于如何构造函数,如何选择区间。
2016考研数学:三个微分中值定理每年考研数学必有一道证明题,分值在10分左右,其中百分之九十涉及到的是微分中值定理及其应用。
而微分中值定理及其应用最难的就是三个微分中值定理:罗尔定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理。
它们是考研数学的重难点,现分别从涉及的知识点、考查方式、方法选择、真题链接等四个方面进行分析。
一、涉及的知识点及考查形式可涉及微分中值定理及其应用的知识点有,微分中值定理,洛必达法则,函数单调性的判别,函数的极值,函数图形的凹凸性、拐点及渐近线,函数图形的描绘,函数的最大值与最小值,弧微分(数一、数二要求),曲率的概念(数一、数二要求),曲率圆与曲率半径(数一、数二要求)。
微分中值定理以间接考查或与其他知识点综合出题的比重很大,也可以直接出题,所以考查形式有多种。
如利用导数的几何意义考查函数的特性,讨论导数零点存在性或方程根个数问题,不等式的证明,证明含中值的等式,求极限等。
二、方法选择题目考查微分中值定理,那么选择哪一中值定理成为解题的关键。
针对题目的特点,可根据如下情况选择对应的微分中值定理:如果结论不包含端点,优先考虑罗尔定理;如果结论中包含端点,则考虑拉格朗日中值定理或柯西定理。
那么选择拉式还是柯西定理,需要对结论做进一步的处理,化为定理的标准形式。
如第一个标准,左边是只含端点,右边只含中值;第二个标准,左边进一步处理,分子分母减号,一侧只含右端点,一侧只含左端点。
整理后,如果分母是端点相减,则选择拉格朗日定理;否则,选择柯西定理。
三、求解步骤及历年真题解析涉及到微分中值定理,一般首先要找辅导函数。
针对拉式中值定理和柯西定理,经过对要证明的结论化为标准形式,可直接得出辅助函数。
而罗尔定理,需要把结论化为微分方程的一般形式,使用积分因子法可找到。
有了辅助函数,根据中值定理,列出定理对应的三个条件,得出结论。
四、小结三个微分中值定理(条件与结论)的理解及其区别是复习的要点,而方法的选择是解题的关键。
中值定理知识点总结中值定理的表述:若函数f(x)在闭区间[a, b]上连续,在开区间(a, b)上可导,则存在一个点c∈(a, b),满足f'(c) = (f(b) - f(a))/(b - a)。
中值定理的证明比较简单,可以根据函数的连续性和可导性来进行推导。
接下来我们来详细介绍中值定理的知识点。
一、中值定理的条件中值定理的前提是函数在闭区间上连续,在开区间上可导。
这两个条件都是至关重要的,只有同时满足这两个条件,中值定理才成立。
1. 函数在闭区间上连续:闭区间[a, b]是一个包含了a和b的区间,函数在闭区间上连续意味着函数在这个区间内没有间断点,没有跳跃点,图象是一条连续的曲线。
一般来说,函数在有限区间上都是连续的,因此这个条件通常是满足的。
2. 函数在开区间上可导:开区间(a, b)是一个不含a和b的区间,函数在开区间上可导意味着函数在这个区间上具有导数。
可导性是指函数在这个区间内存在切线,即函数在这个区间内是光滑的。
这个条件比较严格,只有在一些特殊的情况下才能满足。
二、中值定理的应用中值定理主要用来描述函数在某个区间内的平均变化率与瞬时变化率之间的关系。
它可以推导出一些重要的结论和定理,对于理解函数的性质和特点有很大的帮助。
1. 平均变化率和瞬时变化率:中值定理可以用来比较函数在闭区间上的平均变化率和在开区间上的瞬时变化率。
平均变化率指的是函数在某个区间内的整体变化情况,而瞬时变化率指的是函数在某一点的瞬间变化情况。
中值定理表明,这两者之间存在着某种联系,通过中值定理可以求得函数在某个区间内的平均变化率和在某一点的瞬时变化率之间的对应关系。
2. 函数的增减性:中值定理可以用来研究函数的增减性。
通过中值定理可以求得函数在某个区间内的导数值,在这个区间上的函数是增加还是减小。
这对于研究函数的极值和拐点有很大的帮助。
3. 函数的凹凸性:中值定理可以用来研究函数的凹凸性。
通过中值定理可以求得函数在某个区间内的二阶导数值,根据二阶导数的正负性可以判断函数在这个区间上的凹凸性,这对于求解函数的拐点和凹凸区间有很大的帮助。
大纲解析之中值定理:1,理清定理内容,熟练运用理论定理有:费马引理、罗尔定理、拉格朗日定理、柯西定理、零点存在定理、介值定理、最值定理和积分中值定理。
前四个定理属于微分中值定理的部分,中间三个定理属于闭区间上连续函数的性质,最后一个为积分相关定理。
而这里,除了闭区间上连续函数的性质这几个定理外,其余定理是要求同学们会证明的。
2,总结做题思路,具体分析问题中值相关证明大部分情况下应从结论出发。
考研中所要求的关于中值定理这块的证明百分之六十到七十都是要去用罗尔定理来证明的。
在做此类证明时,同学们要看所要证明的式子是含一个中值还是两个中值,紧接着要看所要求的中值是属于开区间还是闭区间的。
(1)所要证明的式子含有一个中值如果是在含有一个中值的前提下,再看是否含有导数。
若是含一个中值,且这个中值时属于开区间的,并且有含有导数,这时我们往往要考研罗尔定理。
在确定用罗尔定理的前提下,紧接着我们就是构造辅助函数并且找两个点的函数值相等,当然这里同学们在找两个相等点时,不一定要求是找区间的端点,也有可能是区间内部的点。
如果含有一个中值,中值所属于的区间是开区间或者是闭区间,并且不含有导数,那考虑闭区间上连续函数的性质,在第一章闭区间上连续里我们有两个常用的定理--零点定理和介值定理。
如果区间是开区间则选择零点定理,如果区间是闭区间则选择介值定理来证明。
这是一个中值的情况。
(2)所要证明的式子含有两个中值如果需要证明的式子中含有两个中值,这个时候同学们要考虑需要用几次定理来证明。
若是要出现两个中值,一定是用了两次中值定理。
当然,在用两次定理后,这时一定会得到两个式子,而最终所得到的式子含两个中值应该为前面所得到的两个式子合并后的结果。
根据历年真题的详细解读,含有两个中值的情况一般同学们可考虑用两次拉格朗日中值定理或一次拉格朗日中值定理和一次柯西定理。
具体怎么用这个两个定理,以及如何选择辅助函数,一般可以通过所要证明的式子来确定。
2016数学考研复习指导之导数的应用:极值考研数学如何取得高分?以下老师为各位同学整理了提高考研数学成绩的技巧,供大家参考,希望能对大家复习备考有帮助!考研数学复习是建立在对基本的东西很深刻的理解的基础上的,单纯多做题可能会多见识一些题型,但对于一些很灵活有新意的题目就可能无法应对,这和点石成金的故事是一样的道理。
而这种能力的培养却来自于老老实实地将基础打牢,这一点上要摒弃那种急功近利的想法,不论是考研还是成就一番事业,要想成功,首先要沉得住气,有一个长远的打算,而不是做一天算一天,同时要善于控制事情发展的节奏,不论太快抑或太慢都不好,你都得去考虑为什么会这样,怎样去解决。
一个人不论处于顺风还是逆风,都要学会不断的去跟自己出难题,不断地去反省自己,自己主动把握自己的命运,他才能最后成功。
在忙碌的考研复习中,或许你正在忙于大量的复习知识,或许你已投入无尽的题海,或许你还在为一道道题而苦恼,或许你还在因为复习不见成效而沮丧。
但是,不知忙于埋头复习的你有没有发现,不是你的能力不够强,而是你对如何复习还不熟练。
我们的最终目的是提高复习效果,提高复习效果的途径大致可以分为两种:一是调整数学整体的素质和能力,更好的驾驭考研;二是理解复习的每一个环节,掌握复习方法,将自己已有的潜能和水平发挥到极致。
试大纲中要求考生理解函数的极值概念,掌握求函数极值的方法,掌握函数最大值和最小值的求法及其应用。
下面我们来看一下这部分知识。
三是极值点不能取端点,四是极值是局部概念,即极大值不一定很大,极小值不一定很小,完全有可能极小值比极大值还要大。
在这里我们要着重分析一下极值与最值的关系,首先极限不一定是最值,最值是整个区间内部的最大或最小值,而极值是小范围内的最值,反过来最值是极限吗?最值都是整个范围内的最大或最小值,在小范围内也是最值,我们要注意的是极值是在区间内部取到,但只要最大值是在区间内部取到,则最值一定是极值。
总之,天道酬勤,坚持就是胜利!加油!任何知识的积累都是长期努力的结果,都是需要我们踏踏实实来努力的,切勿投机。
中值定理一向是经济类数学考试的重点(当然理工类也常会考到),咪咪结合老陈的书和一些自己的想法做了以下这个总结,希望能对各位研友有所帮助。
1、 所证式仅与ξ相关①观察法与凑方法1 ()[0,1](0)(1)(0)02()(,)()1 ()()2()0(1) ()() [()]()f x f f f f a b f x f x xf x f x f x xf x xf x xf x '==='ζ''ζ∈ζ=-ζ'''''ζ--='''''''=L 例设在上二阶可导,试证至少存在一点使得分析:把要证的式子中的换成,整理得由这个式可知要构造的函数中必含有,从找突破口因为()(1) ()()[()()]0()()[()]0()(1)()()f x f x f x xf x f x f x f x xf x F x x f x f x '+'''''''''''--+=⇒--='=--,那么把式变一下:这时要构造的函数就看出来了②原函数法⎰-⎰-⎰===⇒=⇒+=⇒='ζζζ=ζ'∈ζ∃==⎰dxx g dx x g dxx g e x f x F C C e x f Ce x f C dx x g x f x g x f x f x g f f g f b a b a x g b f a f b a b a x f )()()()()( )( )(ln )()(ln )()()( )()()(),( ],[)()()( ),(],[)( 2 很明显了,于是要构造的函数就现在设换成把有关的放另一边,同样有关的放一边,与现在把与方法造的函数,于是换一种是凑都不容易找出要构分析:这时不论观察还使得求证:上连续在,又内可导,上连续,在在设例两边积分00③一阶线性齐次方程解法的变形法0 ()()()[,](,)()0()()(,)()()()()0[()()]pdx pdxf pf p x u x e F x f e f x a b c a b f c f f a a b f b af f a f b a f f a '+=⎰⎰==⋅'∈=ξ-'ξ∈ξ=-ξ-'ξ-=-'⇒ξ-对于所证式为型,(其中为常数或的函数)可引进函数,则可构造新函数例:设在有连续的导数,又存在,使得求证:存在,使得分析:把所证式整理一下可得:11[()()]00 () C=0()[()()]()()()0()() x xdx b a b a b a f f a f pf b a u x e e F x e f x f a f b f a f c f b f a b a ---'-ξ-=+=-⎰==--'==⇒=---,这样就变成了型引进函数=(令),于是就可以设注:此题在证明时会用到这个结论2、所证式中出现两端点①凑拉格朗日ab a af b bf f f F x xf x F f f ab a af b bf b a b a b a x f --=ζ'ζ+ζ=ζ'=ζ'ζ+ζ=--∈ζ)()()()()( ),()( )()()()(),( ),(],[)( 3 下用拉格朗日定理验证一可以试一下,不妨设证的式子的特点,那么分析:很容易就找到要使得证明至少存在一点内可导上连续,在在设例②柯西定理 数就很容易证明了用柯西定理设好两个函没有悬念了于是这个式子一下变得分子分母同除一下是交叉的,变换一下,发现容易看出来了这题就没上面那道那么的式子分析:先整理一下要证,使得至少存在一点可导,证明在在,设例 )()( )()( )()()()()()()()( ),(],[)( 4 1212212121212121111012121221212121x x x x x x x x x x x x x x x x e eex f e x f ex f e x f e c f c f ee xf e x f e c f c f x f x f e e e e c x x x x x f x x ---'-=--'-=-<<+ ③k 值法 。
题型8 根的存在性与中值定理(*) 一、基础知识!n +!n +二、例题1. 根(零点)的存在性与个数问题(零点定理与中值定理的结合)例1.(05-34) 当a 取何值时,函数a x x x x f -+-=1292)(23恰好有两个不同的零点.【B 】 (A)2. (B) 4. (C) 6. (D) 8. 例2.(03-2-12分)讨论曲线k x y +=ln 4与x x y 4ln 4+=的交点个数.【答案】0)(=x ϕ有两个实根,分别位于(0,1)与),1(+∞内,即两条曲线有两个交点.例3.(04-1-11分) 设有方程01=-+nx x n,其中n 为正整数. 证明此方程存在惟一正实根n x ,并证明当1>α时,级数∑∞=1n n x α收敛.练习1.在区间(,)-∞+∞内,方程11420x x cosx +-= 【C 】 (A)无实根. (B)有且仅有一个实根. (C)有且仅有两个实根. (D)有无穷多个实根. 2.(97-2)就k 的不同取值情况,确定方程sin 2x x k π-=在(0,)2π内根的个数,并证明你的结论. 【答案】0000sin 0,;sin ,;0,.22k x x k k x x k ππ<-≥=-<或无根唯一实根有两个不同实根3.(931)设在[0,)+∞上函数()f x 有连续导数,且'()0,(0)0f x k f ≥><,证明()f x 在(0,)+∞内有且仅有一个零点.2. 罗尔中值定理例4.(07-1234-11分)设函数(),()f x g x 在[,]a b 上连续,在(,)a b 内具有二阶导数且存在相等的最大值,()(),()()f a g a f b g b ==, 证明:存在(,)a b ξ∈,使得()().f g ξξ''''= 例5. 设函数()f x 在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且(0)(1)0,f f ==1()12f =.试证: (1) 存在1(,1),2η∈使()f ηη=;(2) 对任意实数λ,必存在(0,)ξη∈,使得()[()]1f f ξλξξ'--=. 练习1.若函数()f x 在(,)a b 内具有二阶导数,且123()()()f x f x f x ==,其中123a x x x b <<<<,证明:在13(,)x x 内至少有一点ξ,使得''()0f ξ=2.设函数()f x 在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且(0)(1)0f f ==,试证在(0,1)内至少存在一点ξ,使得()'()f f ξξξ=-.3. 设函数()f x 在[0,3]上连续,在(0,3)内可导,且(0)(1)(2)3,(3)1f f f f ++==,试证在(0,3)内至少存在一点ξ,使得'()0f ξ=.3. 拉格朗日中值定理例6.(05-12-12分) 已知函数()f x 在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且(0)0,(1) 1.f f ==,证明: (I )存在),1,0(∈ξ 使得ξξ-=1)(f ;(II )存在两个不同的点)1,0(,∈ζη,使得.1)()(=''ζηf f例7.(98-4)设函数()f x 在[,]a b 上连续,在(,)a b 内可导,且()()1f a f b ==,试证存在,(,)a b ξη∈,使得[()'()]1e f f ηξηη-+=.例8. (92-1)设''()0f x <,(0)0f =,证明对任何10x >,20x >,有1212()()()f x x f x f x +<+ . 例9.(06-234)证明:当0a b π<<<时,sin 2cos sin 2cos b b b b a a a a ππ++>++. 例10.(04-2-12分) 设2e a b e <<<, 证明2224ln ln ()b a b a e->-. 例11.设1p >,01x ≤≤,证明:12(1)1pp p x x -≤+-≤.练习1. (99-4)证明:当0sin 2x x x ππ<<>时,有. 2.证明不等式ln a b a a ba b b--<<. 3.设b a e >>,证明不等式baa b >成立.4.当02x π<<时,证明:3tan 3x x x >+ .4.柯西中值定理例12.(03-2-10分)设函数()f x 在闭区间[,]a b 上连续,在开区间(,)a b 内可导,且.0)(>'x f 若极限ax a x f ax --+→)2(lim 存在,证明:(1) 在(,)a b 内()0f x >; (2) 在(,)a b 内存在点ξ,使)(2)(22ξξf dxx f a b ba=-⎰; (3) 在(,)a b 内存在与(2)中ξ相异的点η,使⎰-=-'badx x f a a b f .)(2))((22ξξη5.泰勒定理例13. (02-1)设函数()f x 在0x =的某邻域内具有一阶连续导数,且(0)0f ≠,(0)0f '≠,若()(2)(0)af h bf h f +-在0h →时是比h 高阶的无穷小,试确定,a b 的值.【答案】2,1a b ==-例14.(02-2)设()f x 在0x =的某邻域内具有二阶连续导数,且(0)0f ≠,(0)0f '≠,(0)0f ''≠,证明:存在唯一的一组实数123,,λλλ,使得当0h →时, 123()(2)(3)(0)f h f h f h f λλλ++- 是比2h 高阶的无穷小.【答案】1233,3,1λλλ==-=例15.(99-2) 设函数()f x 在[1,1]-上具有三阶连续导数,且(1)0f -=,(1)1f =,'(0)0f =,证明:在开区间(1,1)-内至少存在一点ξ,使得'''()3f ξ=.题型9 极限保号性的应用例1.设(0)0,(0)f f '=存在,当0x >时120ln(1())()0,lim[1]sin x x f x f x x→+>+=,则(0)f '=【C 】(A )0. (B )2-. (C) 2. 例2.设()f x ''在x a =处连续,又cos()'()lim1x a x a f x e e a-→=--,则 【C 】(A)()0,()f a f a ''=是()f x 的极大值点. (B) ()0,()f a f a ''≠是()f x 的极小值点. (C) ()0f a ''=,(,())a f a 是曲线()y f x =的拐点.(D)x a =不是()f x 的极值点, (,())a f a 也不是曲线()y f x =的拐点.例 3.设()f x 在[,]a b 上一阶可导,在(,)a b 内二阶可导,()()0,()()0f a f b f a f b +-''==>则下述选项中错误的为 【B 】(A)()f x 在(,)a b 内有零点. (B)()f x 在(,)a b 内恰有一个零点. (C)()f x '在(,)a b 内有零点. (D)()f x ''在(,)a b 内有零点. 例4.设0,δ>()f x 在δδ[-,]上有定义,(0)1,f =且满足2ln(1)()lim0,1x x x xf x e →-+=-则【A 】(A)()f x 在0x =处可微,且1(0)2f '=. (B)()f x 在0x =处连续,但不可微. (C)()f x 在0x =处可微,且(0)0f '=. (D)()f x 在0x =处不连续. 例5.设()f x 在0x 点的某个邻域内具有二阶连续导数,且当h 足够小时,0001()[()()]2f x f x h f x h <++-.证明:0''()0f x ≥.。
考研数学的定理证明是一直考生普遍感觉不太有把握的内容,而2016年考研数学真题释放出一个明确信号——考生需重视教材中重要定理的证明。
下面跨考教育为考生梳理一下教材中那些要求会证的重要定理。
一、求导公式的证明2015年真题考了一个证明题:证明两个函数乘积的导数公式。
几乎每位同学都对这个公式怎么用比较熟悉,而对它怎么来的较为陌生。
实际上,从授课的角度,这种在2015年前从未考过的基本公式的证明,一般只会在基础阶段讲到。
如果这个阶段的考生带着急功近利的心态只关注结论怎么用,而不关心结论怎么来的,那很可能从未认真思考过该公式的证明过程,进而在考场上变得很被动。
这里给2017考研学子提个醒:要重视基础阶段的复习,那些真题中未考过的重要结论的证明,有可能考到,不要放过。
当然,该公式的证明并不难。
先考虑f(x)*g(x)在点x0处的导数。
函数在一点的导数自然用导数定义考察,可以按照导数定义写出一个极限式子。
该极限为“0分之0〞型,但不能用洛必达法则,因为分子的导数不好算(乘积的导数公式恰好是要证的,不能用!)。
利用数学上常用的拼凑之法,加一项,减一项。
这个“无中生有〞的项要和前后都有联系,便于提公因子。
之后分子的四项两两配对,除以分母后考虑极限,不难得出结果。
再由x0的任意性,便得到了f(x)*g(x)在任意点的导数公式。
类似可考虑f(x)+g(x),f(x)-g(x),f(x)/g(x)的导数公式的证明。
二、微分中值定理的证明这一部分内容比较丰富,包括费马引理、罗尔定理、拉格朗日定理、柯西定理和泰勒中值定理。
除泰勒中值定理外,其它定理要求会证。
费马引理的条件有两个:1.f'(x0)存在2. f(x0)为f(x)的极值,结论为f'(x0)=0。
考虑函数在一点的导数,用什么方法?自然想到导数定义。
我们可以按照导数定义写出f'(x0)的极限形式。
往下如何推理?关键要看第二个条件怎么用。
“f(x0)为f(x)的极值〞翻译成数学语言即f(x) -f(x0)<0(或>0),对x0的某去心邻域成立。