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微分中值定理

罗尔定理

费马引理

设函数 f(x)f(x) 在点 x0x_0 的某领域 U(x0)U(x_0) 内有定义,并且在 x0x_0 处可导,如果对任意的 xU(x0)x \in U(x_0),有:

f(x)f(x0)f(x)f(x0)\Large f(x) \le f(x_0) \enspace \text{或} \enspace f(x) \ge f(x_0)

那么 f(x0)=0\Large f'(x_0) = 0

罗尔定理

如果函数 f(x)f(x) 满足:

  1. 在闭区间 [a,b][a, b] 上连续;
  2. 在开区间 (a,b)(a, b) 内可导;
  3. 在区间端点处的函数值相等,即 f(a)=f(b)f(a) = f(b)

那么在 (a,b)(a, b) 内至少有一点 ξ(a<ξ<b)\xi (a < \xi < b),使得 f(ξ)=0f'(\xi) = 0

拉格朗日中值定理

如果函数 f(x)f(x) 满足:

  1. 在闭区间 (a,b)(a, b) 上连续;
  2. 在开区间 (a,b)(a, b) 内可导;

那么在 (a,b)(a, b) 内至少有一点 ξ(a<ξ<b)\xi (a < \xi < b),使等式:

f(b)f(a)=f(ξ)(ba)\Large f(b) - f(a) = f'(\xi) (b - a)

成立。


如果函数 f(x)f(x) 在区间 II 上连续,II 内可导且 导数恒为零,那么 f(x)f(x) 在区间 II 上是一个常数。

柯西中值定理

如果函数 f(x)f(x)F(x)F(x) 满足:

  1. 在闭区间 [a,b][a, b] 上连续;
  2. 在开区间 (a,b)(a ,b) 内可导;
  3. 对任一 x(a,b),F(x)0x \in (a, b), F'(x) \not= 0

那么在 (a,b)(a, b) 内至少有一点 ξ\xi,使等式:

f(b)f(a)F(b)F(a)=f(ξ)F(ξ)\Large \frac{f(b) - f(a)}{F(b) - F(a)} = \frac{f'(\xi)}{F'(\xi)}

成立。

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