高数中需要掌握证明过程的定理 下载本文

6)定积分比较定理

如果在区间[a,b]上恒有f(x)?0,则有?f(x)dx?0

ab推论:ⅰ如果在区间[a,b]上恒有f(x)?g(x),则有?f(x)dx??g(x)dx;

aabbⅱ设M和m是函数f(x)在区间[a,b]上的最大值与最小值,则有:

m(b?a)??f(x)dx?M(b?a)

ab【点评】:定积分比较定理在解题时应用比较广,定积分中值定理也是它的推论。掌握其证明过程,对理解及应用该定理很有帮助。具体的证明过程教材上有。 7)定积分中值定理

设函数f(x)在区间[a,b]上连续,则在积分区间[a,b]上至少存在一点?使得下式成立:

?baf(x)dx?f(?)(b?a)

【点评】:微积分的两大中值定理之一,定积分比较定理和闭区间上连续函数的推论,在证明题中有重要的作用。考研真题中更是有直接用到该定理证明方法的题目,重要性不严而喻。具体证明过程见教材。

8)变上限积分求导定理

如果函数f(x)在区间[a,b]上连续,则积分上限的函数?(x)??f(x)dx在[a,b]上

ax可导,并且它的导数是

dx?'(x)?f(x)dx?f(x),a?x?b

dx?a设函数F(x)??u(x)v(x)f(t)dt,则有F'(x)?f(u(x))u'(x)?f(v(x))v'(x)。

【点评】:不说了,考试直接就考过该定理的证明。具体证明过程见教材。 9)牛顿-莱布尼兹公式

如果函数f(x)在区间[a,b]上连续,则有?f(x)dx?F(b)?F(a),其中F(x)是

abf(x)的原函数。

【点评】:微积分中最核心的定理,计算定积分的基础,变上限积分求导定理的推论。具体证明过程见教材。

10)费马引理:

设函数f(x)在点x0的某领域U(x0)内有定义,并且在x0处可导,如果对任意的

x?U(x0),有f(x0)?f(x)或f(x0)?f(x),那么f'(x0)?0

【点评】:费马引理是罗尔定理的基础,其证明过程中用到了极限的保号性,是很重要的思想方法。具体证明过程见教材。 11)罗尔定理: 如果函数f(x)满足

(1)在闭区间[a,b]上连续; (2)在开区间(a,b)上可导

(3)在区间端点处的函数值相等,即f(a)?f(b)

那么在(a,b)内至少存在一点?(a???b),使得f'(?)?0。

【点评】:罗尔定理,拉格朗日中值定理,柯西中值定理是一脉相承的三大定理;它们从形式上看是由特殊到一般,后面的定理包含前面的定理,但实际上却是相互蕴含,可以相互推导的。这几个定理的证明方法也就是与中值有关的证明题主要的证明方法。中值定理的证明是高数中的难点,一定要多加注意。具体证明过程见教材。

12)拉格朗日中值定理: 如果函数f(x)满足

(1)在闭区间[a,b]上连续; (2)在开区间(a,b)上可导

那么在(a,b)内至少存在一点?(a???b),使得f'(?)?【点评】:同上。 13)柯西中值定理: 如果函数f(x)和g(x)满足 (1)在闭区间[a,b]上连续; (2)在开区间(a,b)上可导

f(b)?f(a)。

b?af'(?)f(b)?f(a)那么在(a,b)内至少存在一点?(a???b),使得'。 ?g(?)g(b)?g(a)【点评】:同上。

14)单调性定理:

设函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)上可导。

如果在(a,b)上有f'(x)?0,那么函数f(x)在[a,b]上单调递增。 如果在(a,b)上有f'(x)?0,那么函数f(x)在[a,b]上单调递减。

【点评】:这个定理利用导数与切线斜率的关系很容易理解,但实际证明中却不能用图形来解释,需要更严密的证明过程。 证明:

仅证明f'(x)?0的情形,f'(x)?0的情形类似。

?x1,x2?(a,b),假定x1?x2

则利用拉个朗日中值定理可得,????x2,x2?使得f(x1)?f(x2)?f'???(x1?x2)。 由于f'????0,因此f(x1)?f(x2)?0。

由x1,x2的任意性,可知函数f(x)在[a,b]上单调递增。

14)(极值第一充分条件)

设函数f(x)在x0处连续,并在x0的某去心邻域U(x0,?)内可导。

ⅰ)若x?(x0??,x0)时,f'(x)?0,而x?(x0,x0??)时,f'(x)?0,则f(x)在x0处取得极大值

ⅱ)若x?(x0??,x0)时,f'(x)?0,而x?(x0,x0??)时,f'(x)?0,则f(x)在x0处取得极小值;

ⅲ)若x?U(x0,?)时,f'(x)符号保持不变,则f(x)在x0处没有极值; 【点评】:单调性定理的推论,具体证明过程见教材。

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