在考研数学中,中值定理的应用题通常涉及以下几个关键步骤:
1. 确定函数:首先,选择一个满足中值定理适用条件的函数,通常要求函数在闭区间上连续,在开区间内可导。
2. 应用定理:根据罗尔定理、拉格朗日中值定理或柯西中值定理,分析函数在区间两端的函数值,寻找满足定理条件的点。
3. 求导并解方程:对函数求导,然后根据定理找到的中值点,解导数等于零的方程。
4. 计算结果:将求得的导数等于零的点代入原函数,计算函数值,或者进一步计算题目要求的其他量。
以下是一个典型的中值定理考研题目示例:
题目:设函数$f(x) = x^3 - 3x + 1$在区间$[0,2]$上连续,在$(0,2)$内可导,证明存在$\xi \in (0,2)$,使得$f'(\xi) = \frac{f(2) - f(0)}{2 - 0}$。
解答:
1. 确定函数:函数$f(x) = x^3 - 3x + 1$在闭区间$[0,2]$上连续,在开区间$(0,2)$内可导。
2. 应用定理:根据拉格朗日中值定理,存在$\xi \in (0,2)$,使得$f'(\xi) = \frac{f(2) - f(0)}{2 - 0}$。
3. 求导并解方程:$f'(x) = 3x^2 - 3$,则$f'(\xi) = 3\xi^2 - 3$。
4. 计算结果:解方程$3\xi^2 - 3 = \frac{f(2) - f(0)}{2}$,计算得到$\xi$的值。
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