拉格朗日中值定理。
(一)拉格朗日定理的适用范围的推广。
若函数f在闭区间[ a, b ]上连续且在开区间( a, b)内可微,则存在ξ∈ a, b) ,使得 =f(ξ)
拉格朗日中值定理公式也称为微分学中值公式,有时写成如下:
f ( x) =f ( x0 ) f ′(x - x0 )
其中x0 , x∈[ a, b ],介于x0 与x之间,依赖于x0 与x的选取,也写成 f ( x) =f ( x0 +δx) =f ( x0 ) f ′(x0 +θx)δx,其中θ是大于0而小于1的数,依赖于x0 与x的选取。
现在我们对拉格朗日中值公式的适用范围做一个推广。
推广一设函数f在闭区间[ a, b ]上连续,若函数在( a,b)内除了有限个点外可微,则存在ξ∈ a, b) ,使得。
f ( b) -f ( a) |fb - a) .
证明不妨设f仅在d∈( a, b)不可微,分别在区间[ a, d ]
与[ d, b]上应用拉格朗日中值定理,则得到。
f ( d) -f ( a) =f ‘(1 ) d - a) ,1 ∈ a, d) ,f ( b) -f ( d) =f ‘(2 ) b - d) ,2 ∈ d, b) .
令| f(ξ)max ,使得。
f ( b) -f ( a) |fb - a) .
推广二设函数f在闭区间[ a, b ]上连续,若函数f在( a, b) 内除了n个点外可微,则存在n +1个点a <ξ1 <ξ2 <ξn+1< b及n +1个正数α1 ,α2 , n+1 ,使得且f (b) -f (a)=
证明不妨设f仅在d∈ (a, b)不可微,分别在区间[ a,d ]与[ d, b ]上应用拉格朗日中值定理,得到。
f ( d) -f ( a) =f ′(1 ) d - a) ,1 ∈ a, d) ,f ( b) -f ( d) =f ′(2 ) b - d) ,2 ∈ d, b) ,取α1 ,α2 ,使α1 ( b - a) =d - a,α2 ( b - a) =b - d,则α1 +α2 = 1,0, α2 > 0且。
f ( b) -f ( a) =1 f ’(1 ) 2 f′(ξ2 ) b - a) .
这个证明方法显然可以推广到f在n个点( n > 1)上不可微的情形。
二)拉格朗日中值定理的taylor展式推广。
三)拉格朗日中值定理证明牛顿莱布尼兹公式。
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