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).

admin2019-02-26  34

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)一g(x0)=0,f′(x0)一g′(x0)=0,f″(x0)一g″(x0)=0. [*]f(x)一g(x)=f(x0)一g(x0)+[f(x)一g(x)]′|x=x0(x—x0)+[*][f(x)一g(x)]″|x=x0(x一x0)2+o(x一x0)2 =o((x一x0)2) (x一x0). 即当x→x0时f(x)一g(x)是比(x一x0)2高阶的无穷小.

解析
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