在高等数学的考研题中,中值定理的应用尤为广泛。以下是一道典型的高等数学中值定理考研题:
题目:设函数$f(x) = x^3 - 3x + 2$,求证:在区间$[0, 2]$上,存在至少一点$\xi$,使得$f'(\xi) = 0$。
解题过程如下:
1. 首先计算$f(x)$的导数:$f'(x) = 3x^2 - 3$。
2. 根据罗尔定理,若函数$f(x)$在闭区间$[a, b]$上连续,在开区间$(a, b)$内可导,且$f(a) = f(b)$,则至少存在一点$\xi \in (a, b)$,使得$f'(\xi) = 0$。
3. 对于本题,$f(x)$在区间$[0, 2]$上连续,在开区间$(0, 2)$内可导,且$f(0) = 2$,$f(2) = 2$,满足罗尔定理的条件。
4. 由罗尔定理,存在至少一点$\xi \in (0, 2)$,使得$f'(\xi) = 0$。
5. 将$f'(x)$代入,得$3\xi^2 - 3 = 0$,解得$\xi = \pm 1$。
6. 因为$\xi$在区间$(0, 2)$内,所以$\xi = 1$。
综上所述,在区间$[0, 2]$上,存在至少一点$\xi = 1$,使得$f'(\xi) = 0$。
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