通俗易懂玩高数(3)—— Cauchy中值定理的证明

老规矩,先来说下什么是Cauchy中值定理:

定理定义:

已知f(x), g(x)在闭区间[a,b]上连续,在(a,b)上可导,

且g’(x)在区间上非0
必定存在 a<ξ<b, 令 f’(ξ) / g’(ξ) = ( f(b) - f(a) ) / ( g(b) - g(a) )

在思考证明思路前,先让我们了解一下这个定理的几何意义,在我看来,定理证明都是从几何意义上入手,在最开始时,我自己推理这个定理的几何意义时,可费脑筋了,想了半天,还从微分、积分的角度上思考,没辙,还是一百度,发现居然是从参数方程上入手,吐!

几何意义:

若令

,这个形式可理解为参数方程,而

则是连接参数曲线两端点弦的斜率,

表示曲线上某点处切线的斜率,在定理的条件下,结论可理解如下:

用参数方程表示的曲线上至少有一点,在这一点处的切线平行于连接两个端点的弦。

证明过程:

在知道几何意义后,证明就可以对症下药。

这里其实可以借鉴拉格朗日中值定理的证明思路,如果想证明一条直线存在平行线与曲线相切,可以用曲线减去直线,得到的式子若有斜率为0的点,则成立。证明如下图:

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