在考研各科目中,很多考生普遍认为数学科目难度大,面临各种各样的问题,包括不知道该如何着手准备,具体怎么规划和练习,有哪些学习方法,怎样提高计算能力等。下面新东方考研小编为大家整理了“2024考研数学知识点:中值定理的应用及辅助函数的构造方法”一文,希望能帮助大家更好的备考。
2024考研数学知识点:中值定理的应用及辅助函数的构造方法
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&xi使得f(&xi)=C(a<&xi
Ps:c是介于A、B之间的,结论中的&xi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&leC&leM,则必存在&xi&isin[a,b],使得f(&xi)=C。
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&xi使得f(&xi)=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&xi(a<&xi
PS:在用罗尔定理时,关键是找出辅助函数,且结论成立前提为开区间内取值
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&xi(a<&xi
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
那么在(a,b)内至少存在一点&xi,使[f(b)-f(a)]/[g(b)-g(a)]=f`(&xi)/g`(&xi)
Ps: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。
题设或证明结论中含有一般的a,b,f(a),f(b)时,经常可考虑直接用拉格朗日中值定理或利用柯西中值定理证明。
对于“存在两个点”的问题,一般先用一次拉格朗日中值定理(或柯西中值定理),然后再用一次柯西中值定理(或拉格朗日中值定理)。
6、积分中值定理:若函数f(x)在[a,b]上连续,则至少存在一点&xi(a&le&xi&leb)使
Ps:该定理课本中给的结论是在闭区间上成立,如果想在开区间内使用,我们便构造该函数,运用拉格朗日中值定理来证明下使其在开区间内成立即可。千万不可直接运用。
过上面对各个定理的简单介绍,可以看出“恰当构造辅助函数”成为灵活运用中值定理的关键。下面将介绍几种常见的辅助函数构造方法:
1、原函数法:先将&xi化为x,然后将式子恒等变形以便于积分,按照常微分方程求解后,所得式子F(x,f(x))=C,则F(x,f(x))即为所需的辅助函数。
2、常数比值法:它适用于常数已分离的命题。
3、观察要证明的结论形式,有时往往可以直接写出辅助函数:
以上是小编为大家整理的“2024考研数学知识点:中值定理的应用及辅助函数的构造方法”,希望能帮助大家更好的准备考研数学,通过不断的练习与总结,掌握重点,攻克难点。