设函数f(x)在[0,a]上二阶可导,并有|f (x)|≤M,且f(x)在(0,a)内取得最大值,证明 |f(0)|+|f(a)|≤Ma
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【答案】:由于f(x)在[0,a]上可导,且f(x)在(0,a)内取得最大值,设最大值点为x0,则必有
f'(x0)=0
由题设条件可知f'(x)在[0,x0],[x0,a]上满足拉格朗日中值定理,因此可知存在ξ1∈(0,x0),ξ2∈(x0,a),使得
f'(x0)-f'(0)=f"(ξ1)x0,
f'(a)-f'(x0)=f"(ξ2)(a-x0),从而-f'(0)=f"(ξ1)x0,|f'(0)|=|f"(ξ1)|x0≤Mx0;f'(a)=f"(ξ2)(a-x0),|f'(a)|=|f"(ξ2)|(a-x0)≤M(a-x0);因此
|f'(0)|+|f'(a)|≤Mx0+M(a-x0)=M由题设条件与结论可以看出,需求f"(x)与f'(0),f'(a)的关系
f'(x0)=0
由题设条件可知f'(x)在[0,x0],[x0,a]上满足拉格朗日中值定理,因此可知存在ξ1∈(0,x0),ξ2∈(x0,a),使得
f'(x0)-f'(0)=f"(ξ1)x0,
f'(a)-f'(x0)=f"(ξ2)(a-x0),从而-f'(0)=f"(ξ1)x0,|f'(0)|=|f"(ξ1)|x0≤Mx0;f'(a)=f"(ξ2)(a-x0),|f'(a)|=|f"(ξ2)|(a-x0)≤M(a-x0);因此
|f'(0)|+|f'(a)|≤Mx0+M(a-x0)=M由题设条件与结论可以看出,需求f"(x)与f'(0),f'(a)的关系
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