设函数f(x)在[0,3]上连续,在(0,3)内可导,且f(0)+f(1)+f(2)=3,f(3)=1.试证:必存在ξ∈(0,3),使f′(ξ)=0.

问题描述:

设函数f(x)在[0,3]上连续,在(0,3)内可导,且f(0)+f(1)+f(2)=3,f(3)=1.
试证:必存在ξ∈(0,3),使f′(ξ)=0.

因为f(x)在[0,3]上连续,所以f(x)在[0,2]上连续,且在[0,2]上必有最大值M和最小值m,于是:m≤f(0)≤M,m≤f(1)≤M,m≤f(2)≤M,故:m≤f(0)+f(1)+f(2)3≤M,由介值定理知,至少存在一点c∈[0,2],使...
答案解析:根据罗尔定理,只需再证明存在一点c∈[0,3),使得f(c)=1=f(3),然后在[c,3]上应用罗尔定理即可.
条件f(0)+f(1)+f(2)=3等价于

f(0)+f(1)+f(2)
3
=1,问题转化为1介于f(x)的最值之间,最终用介值定理可以达到目的.
考试点:用罗尔定理判断导函数根的存在问题;介值定理及其推论的运用.

知识点:介值定理、微分中值定理(费马定理、罗尔定理、拉格朗日中值定理、柯西定理)与积分中值定理都是常考知识点,且一般是两两结合起来考.本题是典型的结合介值定理与微分中值定理的情形.