考试
2023-01-01 13:32:10

设函数f(x)在[0,2a]上连续,且f(0)=f(2a)。

题目描述

设函数f(x)在[0,2a]上连续,且f(0)=f(2a)。证明在区间[0,a]上存在ξ,使 f(ξ)=f(ξ+a)

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答案解析

作辅助函数ψ(x)=f(x+a)f(x)。由于f(x)在[0,2a]上连续,因此f(x+a)在[a,a]上连续,于是ψ(x)在[0,a]上连续。 ψ(0)=f(a)f(0), ψ(a)=f(2a)f(a)=f(0)f(a)=ψ(0)。 若f(0)=f(a),则可取ξ=0∈[0,a],使f(0)=f(a)。 若f(0)≠f(a),则ψ(0)与ψ(a)异号,由介值定理,必定存在ψ∈(0,a),使ψ(ξ)=0,即 f(ξ+a)=f(ξ)。无

作辅助函数ψ(x)=f(x+a)f(x)。由于f(x)在[0,2a]上连续,因此f(x+a)在[a,a]上连续,于是ψ(x)在[0,a]上连续。 ψ(0)=f(a)f(0), ψ(a)=f(2a)f(a)=f(0)f(a)=ψ(0)。 若f(0)=f(a),则可取ξ=0∈[0,a],使f(0)=f(a)。 若f(0)≠f(a),则ψ(0)与ψ(a)异号,由介值定理,必定存在ψ∈(0,a),使ψ(ξ)=0,即 f(ξ+a)=f(ξ)。

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