yimg150|虽然不一定连续,但导数具有介值性,因而由定理6得:存在唯一的点,使得
= (4)
将(4)式代入(3)即得
,即证。
2.在积分不等式证明中的应用
积分不等式是指不等式中含有两个以上积分的不等式,当积分区间相同时,先合并同一积分区间上的不同积分,根据被积函数所满足的条件,灵活运用积分中值定理,以达到证明不等式成立的目的。
例3若函数在闭区间上严格单调递减且连续,的大小关系。
在中给出了函数在闭区间上严格单调递增且连续的情况下的证明,本文则讨论在闭区间严格单调递减且连续的情况。
分析:将作差得,那么我们只要讨论的值与“0”的大小关系即可。下面我们用三种方法来证明。
证明一:设函数,其中。显然在区间上,函数是单调递减且非负的,在区间上,函数是单调递增且非负的。由定理2和定理3知, 使得 (5)使得 (6)
(6)-(5)得
= (7)
又使,且,由定积分的几何意义知,因此,由(7)式得
即,而,移项即有。
证明二:设函数,其中,显然函数在区间上可积,又函数在区间上递减连续,根据定理4可得,存在
(8)
显然在区间上,函数是单调递减且非负的,在区间上,函数是单调递增且非负的,故(8)式可变为:
由定积分的几何意义知:
,
同时,,于是
即。
证明三:取c=,再设,在上单调递减连续,且在及上不变号,由定理6得:存在唯一的使得
,这里;
存在唯一的使得
,这里.
且由于在上单调递减,所以。
而,故
=
即有,移项即有。
从上面的三种证明过程可以看出,证明一和证明二都是由积分中值定理得出的结论,而证明三是由定理6(即改进后的积分中值定理)得出的结论,比较两者我们不难看出定理6(即改进后的积分中值定理)的优越性。
例4 设的导函数在[0,1]上连续,证明:。
分析:将拆分成,又因为的导函数在上连续,所以在必存在最大值点和最小值点,分别设为,那么我们可以得到=+,然后通过计算,由积分中值定理即证。
证明:记=, ,则有
+=++ (9)
由积分中值定理,存在,使得=,所以-,故再由(9)式有.即证。
3. 在与积分极限有关的问题中的应用
无论是在数列极限,还是函数极限的计算中,如果含有定积分式子,首先用定积分的相关知识,如积分中值定理等,把积分式简化,然后再运用解决极限问题的各种方法,就能达到解决问题的目的。
例5设在[A,B]上连续,,求.
分析:此题在中将变形为,然后用洛必达法则解得答案,本文我们可以将变形为,再用变量代换变为,然后用积分中值定理也可以得到相同答案。
解:
====,其中介于与之间,介于与之间。所以当时,有,故=.
例6 设是[0,2]的连续函数,证明:=|k 2/3 首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页 |