用闭区间套定理证明零点定理
用闭区间套定理证明零点定理
即要证:若函数g在[a,b]上连续,g(a)0,则存在x0∈(a,b),使g(x0)=0
将[a,b]等分为两个子区间[a,c]与[c,b].
若g(c)=0,则c为所求;
若g(c)≠0,则当g(c)>0时,记[a1,b1]=[a,c]
当g(c)于是有g(a1)0,且[a1,b1]含于[a,b],b1-a1=(1/2)*(b-a)
再从区间[a1,b1]出发,重复上述过程,得到:
或者在[a1,b1]的中点c1处有g(c1)=0,
或者有闭区间[a2,b2],满足g(a2)0,且[a2,b2]含于[a1,b1],b2-a2=(1/2^2)*(b-a)
将上述过程不断地进行下去,可能有两情形:
1、在某区间的中点ci处有g(ci)=0,则ci为所求
2、在任一区间的中点ci处均有g(ci)≠0,则得到闭区间列{[an,bn]}满足g(an)0,且
[a(n+1),b(n+1)]含于[an,bn],bn-an=(1/2^n)*(b-a),n=1,2,……
根据区间套定理,存在点x0∈[an,bn],n=1,2,…,且lim an=lim bn=x0
下证g(x0)=0,又有g在x0处连续,所以由归结原则得:
g(x0)=lim g(an)≤0,g(x0)=lim g(bn)≥0
那么,
g(x0)=0
因此,
若函数g在[a,b]上连续,g(a)0,则存在x0∈(a,b),使g(x0)=0
有不懂欢迎追问
好久不做数学分析题了,生疏了。试试
设f(x)为连续函数,且f(a)f(b)1、取a,b中点(a+b)/2,若f((a+b)/2)=0,则ξ已找到;
否则:若f((a+b)/2)与f(a)异号,则记a1=a,b1=(a+b)/2;
若f((a+b)/2)与f(b)异号,则记a1=(a+b)/2,b1=b;
则此时有f(a1)f(b1)2、取a1,b1中点(a1+b1)/2,重复这一步骤;
....................
这样如果所有的中点都不是零点,我们得到一系列闭区间套
[an,bn],由于每个区间长度都是前一个的一半,因此区间长度趋于0,
由闭区间套定理,当n→∞时,存在唯一的常数ξ,属于所有的闭区间,则f(ξ)=0
希望可以帮到你,不明白可以追问,如果解决了问题,请点下面的"选为满意回答"按钮,谢谢。
不妨设f(a)