【设函数f(x),g(x)在[a,b]上内二阶可导且存在相等-查字典问答网
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  【设函数f(x),g(x)在[a,b]上内二阶可导且存在相等的最大值,又f(a)=g(a),f(b)=g(b),证明:(Ⅰ)存在η∈(a,b),使得f(η)=g(η);(Ⅱ)存在ξ∈(a,b),使得f″(ξ】

  设函数f(x),g(x)在[a,b]上内二阶可导且存在相等的最大值,又f(a)=g(a),f(b)=g(b),证明:

  (Ⅰ)存在η∈(a,b),使得f(η)=g(η);

  (Ⅱ)存在ξ∈(a,b),使得f″(ξ)=g″(ξ).

1回答
2020-12-24 22:50
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高光焘

  证明:(I)由f(x),g(x)在(a,b)内存在相等的最大值,

  ①若在某点c∈(a,b)同时取得最大值,则f(c)=g(c),此时的c就是所求点,即存在η∈(a,b),使得f(η)=g(η);

  ②若两个函数取得最大值的点不同,设f(c)=maxf(x),g(d)=maxg(x),f(c)=g(d).

  则有f(c)-g(c)>0,g(d)-f(d)<0,

  因此函数F(x)=f(x)-g(x)在[c,d]或[d,c]上满足零点定理的条件,

  故在(c,d)或(d,c)内肯定存在η,使得f(η)=g(η)

  综合①②,存在η∈(a,b),使得f(η)=g(η)

  (II)由(1)和洛尔定理在区间(a,η),(η,b)内分别存在一点{ξ}_{1}和{ξ}_{2},使得

  f(ξ1)=0,f′(ξ2)=0

  在区间(ξ1,ξ2)内对函数F(x)=f(x)-g(x)用洛尔定理,即

  ∃ξ∈(ξ1,ξ2)⊂(a,b),F''(ξ)=f''(ξ)-g''(ξ)=0

  即∃ξ∈(a,b),使得f″(ξ)=g″(ξ).

2020-12-24 22:54:05

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