如何证明拉格朗日中值定理
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- 2025-05-06 16:07:56
拉格朗日中值定理是微积分中的一个重要定理,它的表述是:如果函数f在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,那么在(a,b)内至少存在一点c,使得:
f'(c) = [f(b) - f(a)] / (b - a)
这个定理的证明需要用到微积分的一些基本知识,包括导数和连续性的概念。下面是一个简单的证明:
假设函数f在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导。我们构造一个新的函数:
g(x) = f(x) - [f(b) - f(a)] / (b - a) * (x - a)
这个函数在[a,b]上连续,在(a,b)内可导。我们可以看到,g(a) = g(b) = f(a),所以根据罗尔定理(如果一个函数在闭区间上连续,在开区间内可导,并且在区间的两个端点取得相同的值,那么在开区间内至少存在一点,使得该点的导数为0),在(a,b)内至少存在一点c,使得g'(c) =0。
由g(x)的定义我们可以知道,g'(x) = f'(x) - [f(b) - f(a)] / (b - a),所以g'(c) =0就意味着f'(c) = [f(b) - f(a)] / (b - a)。
所以,拉格朗日中值定理得证。
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