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高数,提示用泰勒公式展开证明。也可以证明这题是错题,并改正这题中的条件再证明。

答案:2  悬赏:60  手机版
解决时间 2021-01-03 21:12
函数f(x)在闭区间[-1,1]上具有三阶连续导数,且f(-1)=0,f(1)=1, d(f(x))/dx 在x=0 处为0,证明在开区间(-1,1)内至少有一点x0,使得f(x)在该处的三阶导数为0.
最佳答案
结论应该是:
在开区间(-1,1)内至少有一点x0,使得f(x)在该处的三阶导数为3

证明如下:

证明:

将f(x)在x=0处展开成带拉格朗日尾项的泰勒级数
f(x)=f(0)+f'(0)x+f''(0)x²/2!+f'''(η)x³/3!
=f(0)+f''(0)x²/2!+f'''(η)x³/3!, η ∈(0,x) (∵f'(0)=0)

代入x = -1 , 1, 它们分别相应有ξ1, ξ2
∴0=f(-1)=f(0)+f''(0)/2!-f'''(ξ1)/3!, -1<ξ1<0
1=f(1)=f(0)+f''(0)/2!+f'''(ξ2)/3!, 0 <ξ2< 1

两式相减,得
f'''(ξ1)+f'''(ξ2)=6

∴存在两种情况:
a). f'''(ξ1)=f'''(ξ2)=3
b). f'''(ξ1)和f'''(ξ2)一个大于3 ,一个小于3
又函数 f'''(x) 连续
∴可由介值定理知
至少有一点x0∈(ξ1,ξ2),使得f'''(x0)=3

证毕
全部回答
泰勒公式是高数中较难理解的公式,我们要注意其是用高次多项式来近似表达函数。
在泰勒中值定理中有一个项是为其近似而存在的,f(x)=f(x.)+f'(x.)(x-x.)+f''(x.)/2!•(x-x.)^2,+f'''(x.)/3!•(x-x.)^3+……+f(n)(x.)/n!•(x-x.)^n+rn即为rn
而拉格朗日型余项将rn写成(x-x0)的一个高阶无穷小即可。
麦克劳林展开式:f(x)=f(0)+f'(0)x+f''(0)/2!•x^2,+f'''(0)/3!•x^3+……+f(n)(0)/n!•x^n+rn;其中rn为f(n+1)(θx)/(n+1)!•x^(n+1),
当你知道一个函数要运用它那也可以套公式。不能理解的话就做作业会从中得到说不出的理解!
祝你好运!
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