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论泰勒中值定理“中间点”的性质

2012-11-02时统业

大学数学 2012年4期

时统业, 谢 井, 李 鼎

(海军指挥学院浦口分院,江苏南京 211800)

论泰勒中值定理“中间点”的性质

时统业, 谢 井, 李 鼎

(海军指挥学院浦口分院,江苏南京 211800)

研究泰勒中值定理“中间点”的单调性、连续性及可导性.

泰勒中值定理;中间点;单调;连续;导数

1 前 言

文[1]研究了拉格朗日中值定理“中间点”ξ的单调性、连续性及可导性问题.本文利用文[1]的方法,研究泰勒中值定理“中间点”ξ的单调性、连续性及可导性问题,推广了文[1]的部分结果.

2 引 理

引理1(拉格朗日中值定理) 设函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,则对任意x∈(a,b],至少存在一点ξ∈(a,x),使

引理2(泰勒中值定理) 设函数f(x)在[a,b]上有直到n+1阶导数,则对任意x∈(a,b],至少存在一点ξ∈(a,x),使

定义1对于在[a,b]上有直到k阶导数的函数h(x),记关于x的一元函数(k仅看作参数)

由(2)式得

n

引理3对任意正整数k,有

引理4设函数f(x)在[a,b]上有直到n+1阶导数,记

证 (i)l=0时,由定义,(i)显然成立.假设对某个自然数l=m:0≤m≤n-2,有

对上式关于x求导并利用引理3,得

(ii)由定义1和结论(i)容易得证.

引理5[1]设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且f′(x)在(a,b)内严格单调,那么

(i)满足(1)式的ξ是x的单值函数,记为ξ=ξ(x);

(ii)满足(1)式的点ξ=ξ(x)是x的单调增加的函数.

引理6[1]设函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内二阶可导,且二阶导数在(a,b)内保号(恒正或恒负),则

(i)满足(1)式的点ξ=ξ(x)是x的连续函数;

(ii)满足(1)式的点ξ=ξ(x)是x的可导函数,其导数为

3 结 论

定理1设函数f(x)在[a,b]上有直到n+1阶导数,且f(n+1)(x)在(a,b)内严格单调,则

(i)满足(2)式的点ξ是x的单值函数,记为ξ=ξ(x);

(ii)满足(2)式的点ξ是x单调增加的函数.

证 结论(i)可由f(n+1)(x)的单调性立得.下面证明结论(ii).当n=0时,由引理5知结论成立……

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