罗尔定理, 以法国数学家米歇尔, 罗尔命名的罗尔中值定理, 英語, rolle, theorem, 是微分学中一条重要的定理, 是三大微分中值定理之一, 叙述如下, 如果函数f, displaystyle, 满足在闭区间, displaystyle, 上连续, 在开区间, displaystyle, 内可微分, 在区间端点处的函数值相等, 即f, 中值定理, 微分中值定理, 罗尔中值定理, 拉格朗日中值定理, 柯西中值定理, 积分中值定理, 积分第一中值定理, 积分第二中值定理, 相关条目, 微积分学, 那么在, . 以法国数学家米歇尔 罗尔命名的罗尔中值定理 英語 Rolle s theorem 是微分学中一条重要的定理 是三大微分中值定理之一 叙述如下 如果函数f x displaystyle f x 满足在闭区间 a b displaystyle a b 上连续 在开区间 a b displaystyle a b 内可微分 在区间端点处的函数值相等 即f a f b 中值定理 微分中值定理 罗尔中值定理 拉格朗日中值定理 柯西中值定理 积分中值定理 积分第一中值定理 积分第二中值定理 相关条目 微积分学 那么在 a b displaystyle a b 内至少有一点3 a lt 3 lt b displaystyle xi a lt xi lt b 使得f 3 0 displaystyle f prime xi 0 1 目录 1 证明 2 例子 2 1 第一个例子 2 2 第二个例子 3 推广形式 4 参见 5 参考文献 6 外部链接证明 编辑 nbsp 罗尔定理的几何意义 首先 因为f displaystyle f nbsp 在闭区间 a b displaystyle a b nbsp 上连续 根据极值定理 f displaystyle f nbsp 在 a b displaystyle a b nbsp 上有最大值和最小值 如果最大值和最小值都在端点a displaystyle a nbsp 或b displaystyle b nbsp 处取得 由于f a f b displaystyle f a f b nbsp f displaystyle f nbsp 显然是一个常数函数 那么对于任一点3 a b displaystyle xi in a b nbsp 我们都有f 3 0 displaystyle f prime xi 0 nbsp 现在假设f displaystyle f nbsp 在3 a b displaystyle xi in a b nbsp 处取得最大值 我们只需证明f displaystyle f nbsp 在该点导数为零 取x a 3 displaystyle x in a xi nbsp 由最大值定义f 3 f x displaystyle f xi geq f x nbsp 那么f x f 3 x 3 0 displaystyle frac f x f xi x xi geq 0 nbsp 令x 3 displaystyle x rightarrow xi nbsp 则lim x 3 f x f 3 x 3 0 displaystyle lim x rightarrow xi frac f x f xi x xi geq 0 nbsp 因为f displaystyle f nbsp 在3 displaystyle xi nbsp 处可导 所以我们有f 3 0 displaystyle f xi geq 0 nbsp 取x 3 b displaystyle x in xi b nbsp 那么f x f 3 x 3 0 displaystyle frac f x f xi x xi leq 0 nbsp 这时令x 3 displaystyle x rightarrow xi nbsp 则有lim x 3 f x f 3 x 3 0 displaystyle lim x rightarrow xi frac f x f xi x xi leq 0 nbsp 所以f 3 0 displaystyle f xi leq 0 nbsp 于是 結合兩者 f 3 0 displaystyle f xi 0 nbsp f displaystyle f nbsp 在3 a b displaystyle xi in a b nbsp 处取得最小值的情况同理 例子 编辑第一个例子 编辑 nbsp 半径为r的半圆 考虑函数 f x r 2 x 2 x r r displaystyle f x sqrt r 2 x 2 quad x in r r nbsp 其中r gt 0 它的图像是中心位于原点的半圆 这个函数在闭区间 r r 内连续 在开区间 r r 内可导 但在终点 r和r处不可导 由于f r f r 因此根据罗尔定理 存在一个导数为零的点 第二个例子 编辑 nbsp 绝对值函数的图像 如果函数在区间内的某个点不可导 则罗尔定理的结论不一定成立 对于某个a gt 0 考虑绝对值函数 f x x x a a displaystyle f x x qquad x in a a nbsp 那么f a f a 但 a和a之间不存在导数为零的点 这是因为 函数虽然是连续的 但它在点x 0不可导 注意f的导数在x 0从 1变为1 但不取得值0 推广形式 编辑第二个例子表明罗尔定理下面的一般形式 考虑一个实数 f x 是在闭区间 a b 上的连续函数 并满足f a f b 如果对开区间 a b 内的任意x 右极限 f x lim h 0 f x h f x h displaystyle f x lim h to 0 frac f x h f x h nbsp 而左极限 f x lim h 0 f x h f x h displaystyle f x lim h to 0 frac f x h f x h nbsp 在扩展的实数轴 上存在 那么开区间 a b 内就存在c使得这两个极限f c displaystyle f c quad nbsp 和f c displaystyle quad f c nbsp 中其中一个 0 另一个 0 在扩展的实数轴上 如果对任何x左极限和右极限都相同 那么它们对c也相等 于是在c处f的导函数存在且等于零 参见 编辑中值定理参考文献 编辑 殷锡鸣 高等数学 上 北京 高等教育出版社 2009 134 ISBN 978 7 04 027235 2 外部链接 编辑 nbsp 维基共享资源上的相关多媒体资源 罗尔定理 Hazewinkel Michiel 编 Rolle theorem 数学百科全书 Springer 2001 ISBN 978 1 55608 010 4 取自 https zh wikipedia org w index php title 罗尔定理 amp oldid 77132499, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,