问题标题:
设f(x)在区间[a,b]上具有二阶导数且f(a)=f(b)=0,f′+(a)•f′-(b)>0,证明:必∃ξ∈(a,b),η∈(a,b)使f(ξ)=0,f″(η)=0.
问题描述:
设f(x)在区间[a,b]上具有二阶导数且f(a)=f(b)=0,f′+(a)•f′-(b)>0,
证明:必∃ξ∈(a,b),η∈(a,b)使f(ξ)=0,f″(η)=0.
任胜乐回答:
因为f′(x)连续,不妨设f′+(a)>0,f′-(b)<0.
因为f(x)在区间[a,b]上具有二阶导数,故其一阶导数连续.
因为f′+(a)>0,f′-(b)<0,由连续函数的保号性可得,
∃ξ2∈(a,a+ε),η2∈(b-ε,b),使得f(ξ2)>0,f(η2)<0,
从而,由介值定理知∃ξ∈(ξ2,η2)⊂(a,b),使f(ξ)=0.
由于f(x)在[a,ξ]和[ξ,b]上分别满足罗尔定理,
从而,分别∃ξ1∈(a,ξ),ξ3∈(ξ,b)使f′(ξ1)=0,f′(ξ3)=0.
又f′(x)在[ξ1,ξ3]上满足罗尔定理,
所以,∃η∈(ξ1,ξ3)⊂(a,b),使f″(η)=0.
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