在考研数学的复习中,罗尔定理是一个重要的知识点。以下是一道关于罗尔定理的真题解析:
【真题】已知函数$f(x)=x^3-3x+1$在闭区间$[0,2]$上连续,在开区间$(0,2)$内可导,且$f(0)=1$,$f(2)=1$。证明:存在$\xi \in (0,2)$,使得$f'(\xi)=0$。
【解题过程】
1. 首先,我们观察函数$f(x)=x^3-3x+1$在闭区间$[0,2]$上的连续性和在开区间$(0,2)$内的可导性,满足罗尔定理的应用条件。
2. 根据罗尔定理,如果函数在闭区间上连续,在开区间内可导,并且两端点的函数值相等,那么至少存在一点$\xi \in (0,2)$,使得导数$f'(\xi)=0$。
3. 计算函数$f(x)$的导数:$f'(x)=3x^2-3$。
4. 由于$f(0)=1$,$f(2)=1$,两端点函数值相等,因此根据罗尔定理,存在$\xi \in (0,2)$,使得$f'(\xi)=0$。
5. 解方程$3\xi^2-3=0$,得到$\xi^2=1$,即$\xi=1$(由于$\xi \in (0,2)$,我们舍去$\xi=-1$的解)。
因此,存在$\xi=1 \in (0,2)$,使得$f'(\xi)=0$。
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