题目内容
设函数f(x)在区间(a,b)内可导.求证如果在(a,b)内f'(x)>0,那么f(x)在(a,b)内是增函数;如果在(a,b)内f'(x)<0,那么f(x)在(a,b)内是减函数.如果在(a,b)内恒有f'(x)=0,那么f(x)在(a,b)内是常数.
答案:
解析:
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在区间(a,b)内任取两点x1,x3,使x1<x3,在[x1,x3]上满足拉格朗日中值定理条件,可得f(x3)-f(x1)=f'(ξ)(x3-x1),x1<ξ<x3.(1) 如果在区间(a,b)内f'(x)>0,则(1)式中f'(ξ)>0, 而x3-x1>0,则f(x3)-f(x1)>0,f(x3)>f(x1). 这就是说,f(x)在(a,b)内是增函数. 如果在区间(a,b)内f'(x)<0,则(1)式中f'(ξ)<0, 而x3-x1>0,则f(x3)-f1(x)<0,f(x3)<f(x1). 这就是说,f(x)在(a,b)内是减函数. 如果在区间(a,b)内恒有f'(x)=0,则(1)式中f'(ξ)=0,那么对任意x1,x3∈(a,b)恒有f(x3)=f(x1),因此f(x)在(a,b)内是常数函数.
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