关键词:19数二考研真题,18题
在19年的数二考研中,第18题是一道考验考生综合能力的经典题目。题目如下:
设函数$f(x)$在区间$[0,1]$上连续,且$f'(x)$在$(0,1)$内存在。若$f(0)=0$,$f(1)=1$,证明:存在$\xi \in (0,1)$,使得$f'(\xi) = \frac{1}{2}$。
解题思路如下:
1. 由于$f(x)$在$[0,1]$上连续,$f'(x)$在$(0,1)$内存在,根据罗尔定理,存在$\eta \in (0,1)$,使得$f'(\eta) = \frac{f(1)-f(0)}{1-0} = 1$。
2. 为了证明存在$\xi \in (0,1)$,使得$f'(\xi) = \frac{1}{2}$,构造辅助函数$g(x) = f(x) - \frac{1}{2}x$。
3. 求导得$g'(x) = f'(x) - \frac{1}{2}$。由于$f'(x)$在$(0,1)$内存在,$g'(x)$在$(0,1)$内也有界。
4. 由于$g(0) = f(0) - \frac{1}{2} \cdot 0 = 0$,$g(1) = f(1) - \frac{1}{2} \cdot 1 = \frac{1}{2}$,根据零点定理,存在$\xi \in (0,1)$,使得$g'(\xi) = 0$。
5. 由于$g'(\xi) = f'(\xi) - \frac{1}{2}$,所以$f'(\xi) = \frac{1}{2}$。
综上,存在$\xi \in (0,1)$,使得$f'(\xi) = \frac{1}{2}$。
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