考研数学证明题第二问

更新时间:2025-12-13 16:24:55
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考研数学证明题第二问,关键在于逻辑严密和论证清晰。以下是一例:

题目:设函数$f(x) = x^3 - 3x + 1$,证明:

(1)$f(x)$在区间$[0, 1]$上存在一个零点。

(2)$f(x)$在区间$[0, 1]$上存在一个点$x_0$,使得$f'(x_0) = 0$。

解答:

(1)首先,我们观察到$f(0) = 1 > 0$,$f(1) = -1 < 0$。根据零点定理,在连续函数$f(x)$的图像上,如果存在两个点$a$和$b$,使得$f(a) > 0$,$f(b) < 0$,则至少存在一个点$c \in (a, b)$,使得$f(c) = 0$。由于$f(x)$在$[0, 1]$上连续,根据零点定理,$f(x)$在区间$[0, 1]$上存在一个零点。

(2)接下来,我们求$f(x)$的导数$f'(x) = 3x^2 - 3$。为了找到$f'(x_0) = 0$的点$x_0$,我们需要解方程$3x^2 - 3 = 0$。解得$x = \pm 1$。由于$x_0$必须在区间$[0, 1]$内,因此$x_0 = 1$。此时,$f'(1) = 0$。

综上,我们证明了$f(x)$在区间$[0, 1]$上存在一个零点,且存在一个点$x_0 = 1$,使得$f'(x_0) = 0$。

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