連續函數介值定理
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時間:2024-01-03 17:24:06
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導讀 1連續函數介值定理
2連續函數介值定理(Intermediate Value Theorem)是微積分中的一個重要定理,它描述了連續函數在一個區間內的取值情況。下面我們來詳細介紹一下這個定理。3定理表述4設函數$f(x)$在區間$[a,b]$上連續
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j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com2連續函數介值定理(Intermediate Value Theorem)是微積分中的一個重要定理,它描述了連續函數在一個區間內的取值情況。下面我們來詳細介紹一下這個定理。j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
3定理表述j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
4設函數$f(x)$在區間$[a,b]$上連續,$k$為$f(x)$在區間$[a,b]$內任意取定的一個數,那么必存在一個數$c/in[a,b]$,使得$f(c)=k$。j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
5證明思路j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
6證明連續函數介值定理的思路很簡單,我們只需要考慮兩種情況:j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
7如果$k$恰好等于$f(a)$或$f(b)$,那么$c$可以取$a$或$b$。j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
8如果$k$不等于$f(a)$或$f(b)$,那么我們可以構造一個新的函數$g(x)=f(x)-k$,然后證明$g(x)$在$[a,b]$上至少有一個零點。j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
9由于$f(x)$是一個連續函數,所以$g(x)$也是一個連續函數。而$g(a)=f(a)-k0$,因此$g(a)$和$g(b)$異號。根據零點存在定理,$g(x)$在$[a,b]$上至少有一個零點$c$,即$f(c)-k=0$,即$f(c)=k$。j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
10應用舉例j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
11連續函數介值定理在數學中有著廣泛的應用,下面我們來看幾個例子:j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
12證明方程$x^3-3x+1=0$在區間$[1,2]$內有解。j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
13證明$/sin x=x$在區間$[0,/pi/2]$內有解。j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
14證明$/cos x=x$在區間$[0,/pi/2]$內有解。j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
15這些問題都可以通過連續函數介值定理來解決。例如,對于第一個問題,我們可以定義函數$f(x)=x^3-3x+1$,然后證明$f(1)0$,因此$f(x)$在$[1,2]$內至少有一個零點,即方程$x^3-3x+1=0$在區間$[1,2]$內有解。j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
16以上就是連續函數介值定理的相關內容,希望對大家有所幫助。j3W28資訊網——每日最新資訊28at.com
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