高等數(shù)學(xué)1-連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)ppt課件

1、一、最大值和最小值定理一、最大值和最小值定理定義定義: :.)()()()()()()(,),(0000值值小小上上的的最最大大在在區(qū)區(qū)間間是是函函數(shù)數(shù)則則稱稱都都有有使使得得對(duì)對(duì)于于任任一一如如果果有有上上有有定定義義的的函函數(shù)數(shù)對(duì)對(duì)于于在在區(qū)區(qū)間間IxfxfxfxfxfxfIxIxxfI 注意：函數(shù)的最大值或最小值是函數(shù)的一個(gè)整體性質(zhì)注意：函數(shù)的最大值或最小值是函數(shù)的一個(gè)整體性質(zhì).(Maximum and minimum values theorem),sgn xy ,),(上上在在, 2max y; 1min y,), 0(上上在在. 1minmax yy例如例如,sin1xy ,2 ,

2、 0上上在在 ; 0min y, 1max yxyo11 定理定理1(1(最大值和最小值定理最大值和最小值定理) ) 在閉區(qū)間上連續(xù)在閉區(qū)間上連續(xù)的函數(shù)一定有最大值和最小值的函數(shù)一定有最大值和最小值. .ab2 1 xyo)(xfy ).()(),()(,)(2121xffxffbaxbabaCxf 有有使得使得則則若若注意注意:1.:1.若區(qū)間是開區(qū)間若區(qū)間是開區(qū)間, , 定理不一定成立定理不一定成立; ; 2. 2.若區(qū)間內(nèi)有間斷點(diǎn)若區(qū)間內(nèi)有間斷點(diǎn), , 定理不一定定理不一定成立成立. .注意注意:1.:1.若區(qū)間是開區(qū)間若區(qū)間是開區(qū)間, , 定理不一定成立定理不一定成立; ; 2. 2.

3、若區(qū)間內(nèi)有間斷點(diǎn)若區(qū)間內(nèi)有間斷點(diǎn), , 定理不一定定理不一定成立成立; ;xyo)(xfy 211xyo2 )(xfy 3、最大值和最小值可能相等；、最大值和最小值可能相等；4、最值可能在區(qū)間端點(diǎn)取得，、最值可能在區(qū)間端點(diǎn)取得，.5 , 2, 2 xy如如.1 , 0, xxy如如證證,)(上上連連續(xù)續(xù)在在設(shè)設(shè)函函數(shù)數(shù)baxf,bax ,)(Mxfm 有有,maxMmK 取取.)(Kxf 則則有有.,)(上上有有界界在在函函數(shù)數(shù)baxf定理定理2(2(有界性定理有界性定理) ) 在閉區(qū)間上連續(xù)的函數(shù)一定在該區(qū)間上有界在閉區(qū)間上連續(xù)的函數(shù)一定在該區(qū)間上有界. .(Boundedness theo

4、rem)二、介值定理二、介值定理定義定義: :.)(, 0)(000的的零零點(diǎn)點(diǎn)稱稱為為函函數(shù)數(shù)則則使使如如果果xfxxfx (Intermediate value theorem).),(0)(內(nèi)內(nèi)至至少少存存在在一一個(gè)個(gè)實(shí)實(shí)根根在在即即方方程程baxf 定理定理 3(3(零點(diǎn)定理零點(diǎn)定理) ) 設(shè)函數(shù)設(shè)函數(shù))(xf在閉區(qū)間在閉區(qū)間 ba, 上連續(xù)，且上連續(xù)，且)(af與與)(bf異號(hào)異號(hào)( (即即0)()( bfaf),),那末在開那末在開區(qū)間區(qū)間 ba,內(nèi)至少有函數(shù)內(nèi)至少有函數(shù))(xf的一個(gè)零點(diǎn)的一個(gè)零點(diǎn), ,即至即至少有一點(diǎn)少有一點(diǎn) )(ba ，使，使0)( f. . (Zero-po

5、int theorem)ab3 2 1 幾何解釋幾何解釋:.,)(軸至少有一個(gè)交點(diǎn)軸至少有一個(gè)交點(diǎn)線弧與線弧與則曲則曲軸的不同側(cè)軸的不同側(cè)端點(diǎn)位于端點(diǎn)位于的兩個(gè)的兩個(gè)連續(xù)曲線弧連續(xù)曲線弧xxxfy 定定理理 4 4( (介介值值定定理理) ) 設(shè)設(shè)函函數(shù)數(shù))(xf在在閉閉區(qū)區(qū)間間 ba, 上上連連續(xù)續(xù)，且且在在這這區(qū)區(qū)間間的的端端點(diǎn)點(diǎn)取取不不同同的的函函數(shù)數(shù)值值A(chǔ)af )( 及及 Bbf )(, ,那那末末，對(duì)對(duì)于于A與與B之之間間的的任任意意一一個(gè)個(gè)數(shù)數(shù)C，在在開開區(qū)區(qū)間間 ba,內(nèi)內(nèi)至至少少有有一一點(diǎn)點(diǎn) ，使使得得Cf )( )(ba . . xyo)(xfy 幾何解釋幾何解釋:MBCAm

6、ab1 2 3 2x1xxyo)(xfy 證證,)()(Cxfx 設(shè)設(shè),)(上連續(xù)上連續(xù)在在則則bax Cafa )()( 且且,CA Cbfb )()( ,CB , 0)()( ba 由零點(diǎn)定理由零點(diǎn)定理,使使),(ba , 0)( , 0)()( Cf 即即.)(Cf .)(至少有一個(gè)交點(diǎn)至少有一個(gè)交點(diǎn)直線直線與水平與水平連續(xù)曲線弧連續(xù)曲線弧Cyxfy 推論推論 在閉區(qū)間上連續(xù)的函數(shù)必取得介于最大在閉區(qū)間上連續(xù)的函數(shù)必取得介于最大值值 與最小值與最小值 之間的任何值之間的任何值. .例例1 1P89)P89).)1 , 0(01423內(nèi)內(nèi)至至少少有有一一根根在在區(qū)區(qū)間間證證明明方方程程 x

7、x證證, 14)(23 xxxf令令,1 , 0)(上連續(xù)上連續(xù)在在則則xf, 01)0( f又又, 02)1( f由零點(diǎn)定理由零點(diǎn)定理,(0,1), 使使, 0)( f, 01423 即即.)1 , 0(01423 內(nèi)至少有一根內(nèi)至少有一根在在方程方程 xxMm例例2 2( (補(bǔ)充）補(bǔ)充）.)(),(.)(,)(,)( fbabbfaafbaxf使使得得證證明明且且上上連連續(xù)續(xù)在在區(qū)區(qū)間間設(shè)設(shè)函函數(shù)數(shù)證證,)()(xxfxF 令令,)(上連續(xù)上連續(xù)在在則則baxFaafaF )()(而而, 0 由零點(diǎn)定理由零點(diǎn)定理,使使),(ba , 0)()( fFbbfbF )()(, 0 .)( f即

8、即三、小結(jié)三、小結(jié) Brief summary 四個(gè)定理四個(gè)定理有界性定理有界性定理;最值定理最值定理;介值定理介值定理;根的存在性定理根的存在性定理.注意注意1閉區(qū)間；閉區(qū)間； 2連續(xù)函數(shù)連續(xù)函數(shù)這兩點(diǎn)不滿足上述定理不一定成立這兩點(diǎn)不滿足上述定理不一定成立解題思路解題思路1.1.直接法直接法: :先利用最值定理先利用最值定理, ,再利用介值定理再利用介值定理; ;2.2.輔助函數(shù)法輔助函數(shù)法: :先作輔助函數(shù)先作輔助函數(shù)F(x),F(x),再利用零點(diǎn)定理再利用零點(diǎn)定理; ;思考題思考題 Consideration下述命題是否正確？下述命題是否正確？ 如如果果)(xf在在,ba上上有有定定義義，在在),(ba內(nèi)內(nèi)連連續(xù)續(xù)，且且0)()( bfaf，那那么么)(xf在在),(ba內(nèi)內(nèi)必必有有零零點(diǎn)點(diǎn).思考題解答思考題解答 Solution to consideration不正確不正確