更新时间:2024-03-29 11:27
设y=f(x)在(A,B)区间中可导,且[a,b]包含于(A,B),f'(a)
设y=f(x)在(A,B)区间中可导,且[a,b]包含于(A,B),f'(a) 设f(x)在 [a,b]上可微,若在 [a,b]上f′(x)不等于0 ,则f′(x)在[a,b] 上保持定号(恒正或恒负)。 若函数f(x)在[a,b]上可导,则f′(x)在[a,b]上可取f′(a)和f′(b)之间任何值。 不妨设g(a)>g(b),又g'(b)>0,由极限保号性,存在ξ∈(a,b)使g(ξ) 由介值定理存在ζ∈(a,ξ)使g(ζ)=g(b)。 又由罗尔中值定理,存在δ∈(ζ,b)使g'(δ)=0。
所以无论如何总存在x∈(a,b)使g'(x)=0即f'(x)=η。
构造函数g(x)=f(x)-ηx。
由于f(x)在(a,b)区间内可导,所以f(x)在(a,b)区间内连续,故g(x)在(a,b)区间内连续。
补充定义使得g(x)在x=a,x=b处连续。
因为g'(a)=f'(a)-η<0,所以一定存在x>a,使得g(x) 即x=a不是函数g(x)在[a,b]上的最小值,同理x=b也不是函数g(x)在[a,b]上的最小值, 故g(x)在(a,b)区间内取得最小值, 所以必然存在ξ∈(a,b),使g'(ξ)=f'(ξ)-η=0(费马定理), 所以对于任意给定的η:f'(a)<η 由于连续函数介值定理有广泛的应用,因此导函数介值定理(Darboux定理)与导函数商的介值定理(在不要求导函数连续的情况下)也有广泛的应用。 我们知道平面曲线的最一般表示形式是参数形式。设曲线参数方程为,x(t),y(t)在[a,b]上可导,且x′(t)在[a,b]上不为零,则在x′(t)与y(t)未必连续情况下,曲线切线的斜率可取两端点切线斜率间任何值。事实上,曲线在任一点的切线斜率为,由导函数商的介值定理 可取 与 之间任何值。 如果不用导函数商的介值定理,此结果很难证明。因为参数方程确定的曲线未必总能化为显函数。即使能化为显函数,就具体曲线而言,化成的显函数的形式可能比较复杂,不利于研究它的性质。 此外,运用达布定理很容易看出:若函数f(x)在[a,b]上可导,则f′(x)在[a,b]上不可能存在第一类间断点。 微分Darboux定理的推广:若f(x),g(x)均在[a,b]上可导,并且在[a,b]上g′(x)≠0,则 可以取 与 之间任何值。