设f(x)是[0,1]上二阶可导的正值函数,f(0)=2,f(1)=1且f(0)'=-2,令g(x)=x/2+∫(0,∞)f'(t)/[f(t)]²dt,证明存在x0∈(0,1),使得g(x0)'=0
时间: 2024-04-16 09:24:51 浏览: 108
我们可以使用罗尔定理来证明这个结论。
首先,根据题目条件,我们知道 f(x) 在闭区间 [0, 1] 上是连续的,且在开区间 (0, 1) 上是可导的。同时,我们知道 f(0) = 2,f(1) = 1,以及 f'(0) = -2。
接下来,我们定义一个辅助函数 h(x) = x/2 + ∫(0,x) f'(t)/[f(t)]² dt。我们需要证明存在一个点 x0 ∈ (0, 1),使得 h'(x0) = 0。
根据 h(x) 的定义,我们可以计算 h'(x):
h'(x) = 1/2 + f'(x)/[f(x)]²
现在,我们来考虑函数 g(x) = h(x) - x/2。g(x) 是一个连续函数,且在开区间 (0, 1) 上是可导的。
首先,我们计算 g(0) 和 g(1):
g(0) = h(0) - 0/2 = h(0) = 0/2 + ∫(0,0) f'(t)/[f(t)]² dt = 0
g(1) = h(1) - 1/2 = h(1) - 1/2 = (1/2 + ∫(0,1) f'(t)/[f(t)]² dt) - 1/2
根据积分的基本性质和中值定理,我们可以得到:
∫(0,1) f'(t)/[f(t)]² dt = f'(c)/[f(c)]²
其中 c ∈ (0, 1)。因此,g(1) 可以表示为:
g(1) = (1/2 + f'(c)/[f(c)]²) - 1/2 = f'(c)/[f(c)]²
现在,我们可以应用罗尔定理来 g(x) 在开区间 (0, 1) 上存在一个点 x0,使得 g'(x0) = 0。
根据罗尔定理,如果一个函数在一个闭区间的两个端点处取相同的函数值,并且在该闭区间内可导,那么在该闭区间内至少存在一个点,使得导数为零。
根据我们之前计算的结果,g(0) = 0,g(1) = f'(c)/[f(c)]²。由于 f(x) 是正值函数,因此 f'(x) 不会为零。因此,必然存在一个点 x0 ∈ (0, 1),使得 g'(x0) = 0。
综上所述,我们证明了存在一个点 x0 ∈ (0, 1),使得 g(x0)' = 0。
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