证明题(2020年理工数学Ⅰ

设f(x)在[0,2]上具有连续导数,f(0)=f(2)=0,M=max⁡|f(x)|,x∈[0,2],证明:

(1)∃ξ∈[0,2],使得|f'(ξ)|≥M;

(2)若∀x∈[0,2],|f'(x)|≤M,则M=0.

答案解析

(1)由题设,f(x)在[0,2]上连续,且M=max⁡|f(x)|,x∈[0,2].若M=0,则结论成立;若M>0,则∃x0∈(0,2),使|f(x0 )|=M.若0<x0≤1,由拉格朗日中值定理得|f' (ξ)|=|(f(x0 )-f(0))/(x0-0)|=(|f(x0)|)/x0 =M/x0 ≥M,ξ∈(0,x0)⊂(0,2)若1<x0≤2,由拉格朗日中值定理得|f' (ξ)|=|(f(2)-f(x0 ))/(2-x0 )|=(|f(x0)|)/(2-x0 )=M/2-x0 ≥M,ξ∈(x0,2)⊂(0,2)(2)由(1)知,∃x0∈(0,2),使|f(x0 )|=M,则M=|f(x0 )|=|f(x0 )-f(0)|=|∫0x0f' (x) dx...

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