微分中值定理中学数学论文

1.罗尔中值定理罗尔定理中，当函数y=（fx）能够满足闭区间[a，b]连续；开区间（a，b）可导；（fb）=（fa），至少会存在一点ζ∈（a，b）使f′（ζ）=0，其具体证明方法：（fx）在闭区间[a，b]连续，若最大值M与最小值m的存在，当M=m的时候，y=（fx）在（a，b）上是常函数，而且f′（x）=0恒成立，若最大值与最小值不能相等，在[a，b]上将存在极值点，将其设为x0，因此可得出f′（x0）=0，至少会有一点ζ∈（a，b）使f′（ζ）=0。从整个证明过程中不难发现，若函数（fx）在区间内存在导函数，那么区间两端必存在相等的极限值。2.拉格朗日中值定理拉格朗日中值定理中，一般可通过构造函数法、区间套定理将罗尔定理在拉格朗日中值定理中的作用进行证明。若函数（fx）在（a，b）中可导，而且在两个端点存在左右极限，便会得出这样的结论。

二、微分中值定理在中学数学中的应用

1.讨论方程根的存在性问题

中学数学教学中，除二次方程根的问题较为容易，对其他复杂的方程往往会使学生无从下手，因此可结合微分中值定理进行分析并解决。通过给定闭区间[a,b]上的函数，只需保证区间内连续可导，而且以f(a)=f(b)，便可通过罗尔定理解决方程的判根问题，具体做法为：首先命题条件，再进行辅助函数F(x)的构造，然后将F(x)验证以满足罗尔定理条件，最后做出命题结论。例如，f(x)在（a,b）上可导，在[a,b]上连续，证明(a,b)内,2x[f(b)-f(a)]=(b2-a2)f′(x)至少存在一个根。对此，可首先使F（x）[（fb）-f(a)]x2-(b2-a2)f(x)，其中F(x)在(a,b)上可导，在[a,b]上连续，F（a）=f(b)a2-b2f(a)=F(b)。至此，以罗尔定理为依据，将存在ζ使2ζ[f(b)-f(a)]=(b2-a2)f′(ζ)，在(a,b)内，2x[f(b)-f(a)]=(b2-a2)f′(x)至少有一个根存在。

2.证明不等式

不等式在中学数学中是重要的内容，微分中值定理在其证明上发挥很大的作用，具体可在不等式两边的代数式进行不同的选取设为F（x），通过微分中值定理，可得出一个等式，根据x取值范围对等式进行讨论，如对ln(1+x)≤x(x＞-1)进行求证，当x=0时，ln(1+x)=x=0；x≠0时，对于f(t)=lnt,将1与1+x设为端点，并应用拉格朗日中值定理，在区间内的ζ使f(1+x)-f(1)=f′(ζ)(1+x-1)，即ln(1+x)=xζ；当x＞0时，ζ>0，0<1ζ<1,因此ln(1+x)≤x；当x＜0时，0<ζ<1，1ζ>1、ln(1+x)与x为负值，所以ln(1+x)≤x，即对x＞-1恒成立。

3.用于求极限

中枢穴中对于极限的问题，很多时候在使用洛必达法则，为教师及学生带来很大的计算量，但通过微分中值定理可为较难的极限问题提供有效且简单的方法，主要是通过对某些部分进行辅助函数的构造，通过微分中值定理的使用，得出极限。

4.函数单调性的讨论

对函数单调性的判断，采用微分中值定理的主要方法是：当f(x)能够满足闭区间[a,b]连续，开区间（a,b）可导，那么(a,b)中f′(x)＞0，可推出f(x)在[a,b]上单调增加；若f′(x)＜0，单调减少。尽管连续函数中的某个点可能存在无导数的现象，但对函数单调性不会有影响。另外，在中学数学中可能涉及到利用函数单调性求极值，此时首先可对函数定义域进行确定，并将f′(x)求出，在对定义域内所有驻点进行求值，找出f(x)连续但f′x）不存在的点，最后对驻点及不可导点附近f′(x)的符号变化情况进行讨论，确定函数极值点，以此求出极大值或极小值。

5.求近似值

中学数学中，微分中值定理在求近似值中的应用也比较常见，一般只需构造适当的函数，再通过微分中值定理的应用便可得出近似值。微分中值定理在中学数学中应用较为广泛，本文主要对其中常见的应用进行探析，并结合微分中值定理的推广以及其中关于拉格朗日中值定理、罗尔中值定理与柯西中值定理之间的关系做出相关研究，以此说明微分中值定理的应用价值。因此，中学数学中教师与学生应注意对其加以运用，促进数学教学与学习质量的提高。