高数 | 导数零点定理为什么导数可以不连续?
零点定理 定义:如果函数y= f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断(连续)的一条曲线(可导),并且有f(a)·f(b)<0,那么,函数y= f(x)在区间(a,b)内有零点,即至少存在一个c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)= 0的根。
达布定理 定义:设y=f(x)在(A,B)区间中可导,且【a,b】包含于(A,B),f'(a)<f'(b),则对于任意给定的η:f'(a)<η<f'(b),都存在一点c∈(a,b)使得f'(c)=η。
已知f'(a)<η<f'(b),构造函数:g(x)=f(x)-ηx。若g(a)=g(b),则由罗尔中值定理:存在ε∈(a,b)使g'(ε)=0。不妨设g(a)>g(b),又g'(b)>0,由极限保号性,存在ξ∈(a,b)使g(ξ)<g(b)<g(a)。由介值定理存在ζ∈(a,ξ)使g(ζ)=g(b)。又由罗尔中值定理,存在δ∈(ζ,b)使g'(δ)=0。所以无论如何总存在x∈(a,b)使g'(x)=0即f'(x)=η
可导函数,当导数不连续时,必然存在震荡间断点。
这就使导函数在震荡的时候穿过x轴使得f'(c)=0,也解决了我的疑问。
(导数零点定理的证明中,没有使用到导数连续这个条件,所以也就是说导数可以不连续,其实这就已经说明了这个问题的答案)
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