罗尔定理定理(罗尔定理)设函数f(x)满足y(1)在闭区间[a,b] 上连续;y= f(x)(2)在开区间(a,b)内可导;bxa2(3) f(a) =f(b),则日E(a,b), 使得f'()=0。证若函数fx)为常值函数,则结论成立。否则,由(1)知f(x)有最大值M及最小值m,且M+m,由 (3) 知M 及m至少有一个在点E(a,b)处取到,再由(2)及费马定理,f()=0。12
12 罗尔定理 � � � � � = � � � 定理(罗尔定理) 设函数 � � 满足 (1)在闭区间 �, � 上连续; (2)在开区间 �, � 内可导; (3)� � = � � , 则 ∃ � ∈ �, � ,使得 � ′ � = �。 证 若函数 � � 为常值函数,则结论成立。 否则,由(1)知 � � 有最大值 � 及最小值 �,且 � ≠ �, 由(3)知 � 及 � 至少有一个在点 � ∈ �, � 处取到, 再由(2)及费马定理,� ′ � = �
罗尔定理注罗尔定理中几个条件均不可少。OaOF推论 若f(x) E C[a,b)nD(a,b), 且在 (a,b) 上有f'(x) ± 0,则y=f(x)在[a,b]上必是单射函数,具有反函数。证反证法,假设非单射,则日x1<x2,使得f(x1)=f(x2),又 f(x) E C[x1, x2] n D(x1, x2) ,由罗尔定理,日E(x1,x2)C(a,b),使得f'()=0,矛盾!13
13 罗尔定理 � � � � 注 罗尔定理中几个条件均不可少。 � � 推论 若 � � ∈ � �, � ∩ � �, � ,且在 �, � 上有 � ′ � ≠ �, 则 � = � � 在 �, � 上必是单射函数,具有反函数。 证 反证法,假设非单射,则 ∃ �� < ��,使得 � �� = � �� , 又 � � ∈ � ��, �� ∩ � ��, �� , 由罗尔定理,∃ � ∈ ��, �� ⊂ �, � ,使得 � ′ � = �,矛盾!
罗尔定理例证明:方程x3-3x +1 = 0 在(0,1)内仅有一个实根。14
14 罗尔定理 例 证明:方程 � � − �� + � = � 在 �, � 内仅有一个实根
罗尔定理推论(广义罗尔定理)设 f(x) E C[a, + ) nD(a, + ),若 lim f(x)=f(a),则日E (a,+oo), 使得f'() =0。x→+15
15 罗尔定理 推论(广义罗尔定理) 设 � � ∈ � �, + ∞ ∩ � �, + ∞ , 若 𝐥� �→+∞ � � = � � ,则 ∃ � ∈ �, + ∞ ,使得 � ′ � = �
罗尔定理设 f(x) E D(a,b),推论(广义罗尔定理)若 limf(x)=limf(x)=A,则日E (a,b),使得f'()=0。x→x-设f(x) E D(a,b),推论(广义罗尔定理)若 lim f(x)=limf(x)=+ o0,或同为 一o0,x-bx-a则日E(a,b),使得f'()= 0。16
16 罗尔定理 推论(广义罗尔定理) 设 � � ∈ � �, � , 若 𝐥� �→� + � � = 𝐥� �→�− � � = �,则 ∃ � ∈ �, � ,使得 � ′ � = �。 推论(广义罗尔定理) 设 � � ∈ � �, � , 若 𝐥� �→� + � � = 𝐥� �→�− � � =+ ∞,或同为 −∞, 则 ∃ � ∈ �, � ,使得 � ′ � = �