中值定理证明

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/30 14:48:42
设函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内二阶可导,当a<c<b时,有f(c)>f(a),f(c)>f(b),试证明:存在ξ属于(a,b),使得f"(ξ)<0.

f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)上可导
存在m∈(a,c),n∈(c,b),
f'(m)=(f(a)-f(c))/(a-c)>0
f'(n)=(f(c)-f(b))/(c-b)<0
f'(x)在[a,b]上连续,在(a,b)上可导
存在ξ属于(m,n),使得f"(ξ) = (f'(m)-f'(n))/(m-n) <0.
ξ∈[a,b]

在[a,c]用Lagrange中值定理:有d∈(a,c),
f(c)-f(a)=f′(d)(c-a).∴f′(d)>0.
在[c,b]用Lagrange中值定理:有e∈(c,b),
f(b)-f(c)=f′(e)(b-c).∴f′(e)<0.
对f′(x),在[d,e]用Lagrange中值定理:有ξ∈(d,e),(ξ∈(a,b)),
f′(e)-f′(d)=f〃(ξ)(e-d).
∵f′(e)-f′(d)<0.e-d>0.
∴f〃(ξ)<0.