如何證明零點定理

時間 2021-05-05 17:19:00

1樓:

證明:不妨設

f(b)>0,令

e=。由f(a)<0知e≠φ,且b為e的乙個上界,於是根據確界存在原理,

存在ξ=supe∈[a、b],

下證f(ξ)=0(注意到f(a)≠0,f(b)≠0,故此時必有ξ∈(a、b)),事實上,

(i)若f(ξ)<0,則ξ∈[a、b),由函式連續的區域性保號性知

存在δ>0,對x1∈(ξ,ξ+δ):f(x)<0→存在x1∈e:x1>supe,

這與supe為e的上界矛盾;

(ii)若f(ξ)>0,則ξ∈(a,b],仍由函式連續的區域性保號性知

存在δ>0,對x1∈(ξ-δ,ξ):f(x)>0→存在x1為e的乙個上界,且x1<ξ,

這又與supe為e的最小上界矛盾。

綜合(i)(ii),即推得f(ξ)=0。

擴充套件資料

用羅爾定理證明中值等式的思路與步驟

在確定使用羅爾定理來證明中值等式時,可考慮如下基本思路與步驟:

(1) 變換預證等式:化簡、移項,將等式所有項移動到左側,使得右側等於0,即具有g(ξ)=0的形式.

(2) 構造輔助函式f(x):將等式中的中值符號,如ξ,替換為變數x,將其轉換為函式g(x)在中值的函式值,然後計算、構造該函式的乙個原函式f(x)(即導數為g(x)的函式). 在原函式f(x)無法直接計算得到的情況下。

可以考慮引入不增加導函式g(x)零點的輔助函式h(x)乘以g(x)來構造原函式f(x),即問題轉換為尋找g(x)h(x)的原函式f(x). 常用的輔助函式h(x)有自然常數為底的指數函式ex,不包含原點區間的冪函式xn等,使得f』(x)=g(x)或者f』(x)=g(x)h(x)。

2樓:匿名使用者

給你乙個介值定理的證明,跟這個定理是一樣的,只要把u換成0就可以了

我們證明第一種情況f(a) < u < f(b);第二種情況也類似。

設s為[a, b]內所有x的集合,使得f(x) ≤ u。那麼s是非空的,因為a是s的乙個元素,且s是上有界的,其上界為b。於是,根據實數的完備性,最小上界c = sup s一定存在。

我們來證明f(c) = u。

* 假設f(c) > u。那麼f(c) − u > 0,因此存在δ > 0,使得當|x − c| < δ時,就有|f(x) − f(c)| < f(c) − u,因為f是連續函式。但是,這樣一來,當|x − c| < δ時,就有f(x) > f(c) − (f(c) − u) = u(也就是說,對於(c − δ, c + δ)內的x,都有f(x) > u)。

因此c − δ是s的乙個上界,與我們假設c是最小上界以及c − δ < c矛盾。

* 假設f(c) < u。根據連續性,存在乙個δ > 0,使得當|x − c| < δ時,就有|f(x) − f(c)| < u − f(c)。那麼對於(c − δ, c + δ)內的x,都有f(x) < f(c) + (u − f(c)) = u,因此存在大於c的x,使得f(x) < u,這與c的定義矛盾。

因此f(c) = u。

此定理仰賴於實數完備性,它對有理數不成立。例如函式 f(x) = x2 − 2 滿足 f(0) = − 2,f(2) = 2,但不存在滿足 f(x) = 0 的有理數 x。

3樓:紅帽子の占星師

個人覺著區間套定理比「滿意答案」好

4樓:匿名使用者

用閉區間套定理很簡單

法2設f(a)大於0

所有f(x)大於0的x組成乙個集合 則x的上確界的函式值為0 因為連續 函式值不能大於0 也不能小於0

5樓:匿名使用者

(僅供個人參悟,不能用於考試)

都說了異號,就是乙個是正數乙個是負數。你在座標軸上在x軸上方畫一點,再在x軸下方畫一點。因為該函式在定義域內連續,所以這兩點之間函式曲線一定只有一條,用筆連吧。

無論怎麼連,這條線至少與x軸有乙個交點。原題得證

6樓:

因為f(x)在閉區間[a,b]上連續。

f(a),f(b)異號,不妨設f(a)>0,f(b)<0所以存在這樣的區間序列[a(n),b(n)](n=1,2,3...)其中a0

於是:必定存在兩點a(i),a(j)(a(i)0,f(a(j))>0)

使得a

由此記得出:ξ一定不屬於[a(j),b(j)]矛盾!證畢#

7樓:真崩潰了

不失一般性,設f(a)<0而f(b)>0

定義集合a=, a是有界的,也是不空的,這樣a有乙個上確界ξ。

然後先要證明 ξ∈(a,b),這個只需要考慮函式的連續性的定義,這是乙個極限,f(a)<0和f(b)>0作為兩個極限值,利用極限的性質就可以了

然後取a中的一列數,令xn→ξ, (n→∞),由f(xn)<0知f(ξ)=limf(xn)≤0

最後說明不可能是 f(ξ)<0,因為根據f(x)在ξ的連續性,若f(ξ)<0,在ξ的乙個鄰域中都有f(x)<0,這與ξ作為a的上確界相矛盾

所以f(ξ)=0

另外可以參考

如何判斷函式的零點個數,如何判斷函式零點個數呢,要詳細點 5

葉翠嵐招明 函式的零點最直觀的判斷方法是畫圖.舉例 x 1 ax有一負根且無正根,求a的取值範圍 x 1 ax 等價於x 2 1 ax 2 整理得 a 2 1 x 2 2ax 1 0有一負根且無正根,然後對a 2 1進行討論當a 2 1 0 即a 1 1時,分別代入原式可得到 a 1成立 a 1不成...