在考研数学的证明题中,第二问往往是对第一问的深化或拓展。以下是一个原创的解题思路:
假设已知函数$f(x)$在区间$[a, b]$上连续,在$(a, b)$内可导,且满足$f'(x) > 0$。我们需要证明:若存在$c \in (a, b)$使得$f(c) = f(a)$,则存在$\xi \in (a, c)$,使得$f'(\xi) = 0$。
证明:
首先,由于$f(x)$在$[a, c]$上连续,在$(a, c)$内可导,根据罗尔定理,存在$\eta \in (a, c)$,使得$f'(\eta) = \frac{f(c) - f(a)}{c - a}$。
由于$f(c) = f(a)$,则上式可化简为$f'(\eta) = 0$。
接下来,我们证明$\eta \in (a, c)$。假设$\eta = a$,则$f'(a) = 0$,与$f'(x) > 0$矛盾。同理,假设$\eta = c$,则$f'(c) = 0$,与$f'(x) > 0$矛盾。因此,$\eta \in (a, c)$。
综上所述,存在$\xi \in (a, c)$,使得$f'(\xi) = 0$。
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