设f(x),g(x)在x=x0某邻域有二阶连续导数,曲线y=f(x)和y=g(x)有相同的凹凸性.求证:曲线y=f(x)和y=g(x)在点(x0,y0)处相交、相切且有相同曲率的充要条件是:f(x)-g(x)=o((x-x0)2)(x→x0).

admin2018-06-27  41

问题 设f(x),g(x)在x=x0某邻域有二阶连续导数,曲线y=f(x)和y=g(x)有相同的凹凸性.求证:曲线y=f(x)和y=g(x)在点(x0,y0)处相交、相切且有相同曲率的充要条件是:f(x)-g(x)=o((x-x0)2)(x→x0).

选项

答案相交与相切即f(x0)=g(x0),f’(x0)=g’(x0).若又有曲率相同,即 [*] 亦即|f’’(x0)|=|g’’(x0)|. 由二阶导数的连续性及相同的凹凸性得,或f’’(x0)=g’’(x0)=0或f’’(x0)与g’’(x0)同号,于是f’’(x0)=g’’(x0).因此,在所设条件下,曲线y=f(x),y=g(x)在(x0,y0)处相交、相切且有相同曲率 [*]f(x0)-g(x0)=0,f’(x0)-g’(x0)=0,f’’(x0)-g’’(x0)=0. [*]f(x)-g(x)=f(x0)-g(x0)+[f(x)-g(x)]’|x=x0(x-x0)+[*][f(x)-g(x)]’’|x=x0(x-x0)2+o(x-x0)2 =o((x-x0)2) (x→x0). 即当x→x0时f(x)-g(x)是比(x-x0)2高阶的无穷小.

解析
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