第三章 part1 中值定理
- 罗尔定理
- 例题
- 拉格朗日中值定理
- 柯西中值定理
- 题型
- 型一
- 型二 特征结论中只有一个中值,不含其他字母
- 还原法
- 分组法
- 型三 结论中含中值,含a,b
- 型四 结论中含两个或两个以上中值的问题
- 情形一:结论中只含f'(),f'()
- 情形一:结论中含两个中值,但两个中值的项复杂度不同
- 型六 拉格朗日中值定理的两种惯性思维
- 型七 泰勒公式的常规证明问题
罗尔定理
定理内容
对罗尔定理的证明:
- m=M 处处导数值为0
- m<M 设内部存在极大值,所以推出在那个点要么导数等于0,要么导数不存在。然后由于条件是里面都可以导,所以就证出了罗尔定理
例题
- 如果有三个值,构造一个函数是原函数减去中间那个值,目的是发现除去中间那个值,其他两个一个正一个负,推出相乘小于0->推出存在一个值等于0,->推出原函数在那个点的值等于被你用来构造的那个值。
- 于是你就有两个值相等了,就可以使用罗尔定理了
- 看到函数值相加->介质定理 ,介质定理要特别注意一下范围
- 罗尔定理的三个条件都具备了,可以直接用了
拉格朗日中值定理
note:
- 这个值的在开区间里面
- 这个至少有一个,不一定是1个
加减乘除(分母不是0)不改变 连续性和可导性
证明:
先写出曲线的函数和直线的函数
构造函数为曲线减去直线
加减乘除(分母不为0)不改变函数连续性可导性
两个端点的值为0
发现满足罗尔
证明了拉格朗日定理
拉格朗日的三个内容
柯西中值定理
柯西中值定理内容
那个导数不为0的条件只是为了这里。为了和罗尔定理共同起到规定这两个分母不为0的条件。
证明:
和拉格朗日一样先弄出一个函数
完成柯西的证明
柯西的注解:如果g(x)=x则柯西变成拉格朗日
题型
型一
这是两个思路
- 看到函数值相加->介质定理
- 罗尔定理
- 可以用那个函数的条件推出东西,先用
- 可以用罗尔,先用
- 然后就解出来了
- 看到这个条件直接用那个函数的结论得到两个东西
- 已经有了一个导数值了,就目的是找到另一个和它相等的导数值
- 如果两个函数值相等,一定要有一个罗尔的冲动,如果两个函数值不相等,就一定要有一个拉格朗日的冲动。
- 看到不等用拉格朗日
- 两个点的导数值相等,用罗尔
型二 特征结论中只有一个中值,不含其他字母
还原法
还原法用到的工具
这一套需要背下来的
- 看出条件是要用还原法
- 利用工具,弄出那个形式,还原出来,合并
- 然后再利用构造的函数和其他条件继续走下去
- 看出符合还原法的条件
- 利用工具还原,弄出辅助函数
- 利用条件继续推就可以了
- 看出是还原法的形状
- 弄出辅助函数
- 罗尔定理使用两次
- 然后继续做的关键在于用已有的条件凑出需要的东西
分组法
如果只有中值,导数差一阶,只有两项,那么用还原法,但是如果不是只有两项,那就用分组法了
分组法牛逼
- 分好组,凑出前面和后面一样的东西,然后同时除以一个导数阶比较小的,然后会有一个可以凑出ln的形态和一个1出来,1你可以变的嘛,总之,分组法你也能弄出你的辅助函数来
- 辅助函数出来了就是不断地利用条件,拉格朗日,利用条件,罗尔,之类的反复交替尝试做了。
型三 结论中含中值,含a,b
解题方法
- 看出是结论中含中值含a,b的题型
- 可以分离,分离
- 可以看出两个函数形式->柯西
- 结论有ab中值,并且不可分开-》中值换成x并且整理成右边是0,左边很长的式子
- 还原,得到辅助函数
- 想办法创造条件用罗尔,拉格朗日或者柯西
型四 结论中含两个或两个以上中值的问题
情形一:结论中只含f’(),f’()
解题方法就很直接
1.找三个点
2.两次拉格朗日定理
- 没有求导就用到连续性的几个性质,开区间,最好是零点定理
- 零点定理的做法,构造一个函数,让已有的两个值一个大于0一个小于0,这样他们乘起来就会小于0了,这样就有三个点了,三个点两个区间,你分别在这两个区间进行两次拉格朗日中值定理就能做了
规律:
闭区间内连续,开区间内可导,如果这个命题没有导数,那就不用导数用连续,有连续开区间往往用零点,闭区间往往用介质
看到大概的样子你就可以直接用对应题型的方法了,虽然你看不出来后续怎么做,但是你按方法先做了再说
- 零点定理-》为了找到三个点
- 两次拉格朗日
这道题是真的妥的一塌糊涂
- 看结论样式 -> 找三点
- 找到了三点->两次拉格朗日就行了,这三点只是保证按大小排序就行了
情形一:结论中含两个中值,但两个中值的项复杂度不同
解题手法,妥的一塌糊涂
- 保留复杂度大的,看出是哪一种类型
- 还原出辅助函数
- 拉格朗日,可能多次
- 是除的类型,准备柯西
- 保留复杂的,由复杂的项推出两个辅助函数来柯西
- 然后继续推,按结论推
一个复杂一个不复杂-》留复杂-》还原
型六 拉格朗日中值定理的两种惯性思维
- 这就是f(b)-f(a),只是需要你去设一下,构造一下函数
- 拉格朗日,附带一下范围
- 可以做下去了
加减的极限等于极限的加减的前提——每个部分极限要有(∞算没有)
- 左边函数值相减->拉格朗日(带范围)
- 右边1∞
- 看出三个点-》两次拉格朗日
- 二阶导数大于0,一阶导数递增
- 直接推出
- 至少有一个0点直接写出来
- 和已经有 的两个点加起来就有三个点了,两次拉格朗日
- 再利用题目给的条件就能做了
型七 泰勒公式的常规证明问题
麦克劳林公式
背一下
- 乘法的话,等价无穷小可以直接用
- 背一下刚刚让你背的那些公式,展开到需要的阶数(和分母一样的阶数)
- 代换一下x,想个办法弄出一个等价无穷小来
- 就你可以直接背出麦克劳林公式的,麦克劳林公式的好处就是当你等价无穷小阶数不够的时候,你可以用麦克劳林
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§3.9 曲率 一.弧微分 1.有向曲线与有向线段的概念 给定曲线,取曲线上一固定点作为度量弧长的基点.规定:曲线的正向为依增大的方向. 对曲线上任一点,弧段是有向弧段,它的值规定如下: (1).的 ...
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1拉格朗日定理的伟大意义 拉格朗日定理的伟大意义是把函数的整体形态与导数的局部形态联系起来 2拉格朗日中值定理证明不等式 3拉格朗日中值定理求极限 4拉格朗日中值定理做证明题
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