利用距离公式证明微分中值定理

(整期优先)网络出版时间:2012-04-14
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利用距离公式证明微分中值定理

张殿文

甘肃兰州二中张殿文

〔摘要〕在高等数学中,三个微分中值定理极为重要,在证明微分中值定理时,都要作辅助函数,为了扩展思路,可以点到直线的距离为基础给出辅助函数的求法。

〔关键词〕微分中值定理辅助函数距离公式

微分中值定理是指Rolle定理、La-grange中值定理和Cauchy中值定理这三个定理,后两个定理的证明往往都是作辅助函数利用Rolle定理而得。辅助函数的作法是教学中的难点,也是整个分析教学中的难点,因此教学过程中讲清楚辅助函数作法的思想与方法就显得尤为重要。文[1]虽说给出了两个微分中值定理证明中辅助函数的多样作法,但仔细分析我们会发现,所谓多样做法的实质不过是一种作法的若干种变形,并未脱离其实质框架。众所周知,当F(x)在[a,b]上满足Rolle定理的条件,则对任意常数C,G(x)=F(x)+C在[a,b]也必满足Rolle定理的条件,当C取不同的值即可得到不同的辅助函数,从几何意义上来说不过是将曲线上(下)平移而已,从方法上来讲并无实质性的改变。都是直接依据所证明的结论,从导函数的“逆”去思考,增加某些常数而得到。由于有关微分中值定理的问题很难找到几何意义,定理的证明从所证关系式中去寻求辅助函数的作法。文[2]给出了原函数方法和系数方法,本文的做法是从几何意义出发,去探求辅助函数的作法。

注3:Cauchy中值定理是Lagrange中值定理的参数方程的形式,用类似的方法可由几何意义得出辅助函数,从而也可得出Cauchy中值定理辅助函数的几何意义。使证明更加直观。