设函数f(x)在[一2,2]上二阶可导,且|f(x)|≤1,又f2(0)+[f’(0)]2=4. 试证:在(一2,2)内至少存在一点ξ,使得f(ξ)+f’’(ξ)=0.

admin2018-09-25  30

问题 设函数f(x)在[一2,2]上二阶可导,且|f(x)|≤1,又f2(0)+[f’(0)]2=4.
试证:在(一2,2)内至少存在一点ξ,使得f(ξ)+f’’(ξ)=0.

选项

答案由拉格朗日中值定理有 f(0)-f(-2)=2f’(ξ1),-2<ξ1<0, f(2)-f(x)=2f’(ξ2),0<ξ2<2. 由|f(x)|≤1知 [*] 令φ(x)=f2(x)+[f’(x)]2,则有φ(ξ1)≤2,φ(ξ2)≤2. 因为φ(x)在[ξ1,ξ2]上连续,且φ(0)=4,设φ(x)在[ξ1,ξ2]上的大值在ξ∈(ξ1,ξ2)[*](-2,2)处取到,则φ(ξ)≥4,且φ(x)在[ξ1,ξ2]上可导,由费马定理有:φ’(ξ)=0,即 2f(ξ).f’(ξ+2f’(ξ).f’’(ξ)=0. 因为|f(x)|≤1,且φ(ξ)≥4,所以f’(ξ)≠0,于是有 f(ξ)+f’’(ξ)=0,ξ∈(-2,2).

解析
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