微分中值定理及其应用开题报告

 2021-08-08 02:08

全文总字数:2750字

1. 研究目的与意义

研究目的和意义

目的:本课题的主要目的是为了从多个角度了解微分中值定理的证明及其相关应用。

意义:微分中值定理是微分学理论的重要组成部分,在导数应用中起着桥梁作用,也是研究函数变化形态的纽带,因而在微分学中占有很重要的地位。通过微分学基本定理的介绍,揭示函数与其导数之间的关系,在知识结构和思想体系中,建立起应用导数进一步研究函数性质的桥梁。

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2. 国内外研究现状分析

人们对微分中值定理的研究,从微积分建立之后就开始了。1637年,著名法国数学家费马在《求最大值和最小值的方法》中给出费马定理。教科书中通常将它称为费马定理。1691年,法国数学家罗尔在《方程的解法》一文中给出多项式形式的罗尔定理,1797年,法国数学家拉格朗日在《解析函数论》一书中给出拉格朗日定理,并给出最初的证明。以罗尔定理,拉格朗日中值定理和柯西中值定理组成的一组中值定理是整个微分学的理论基础,它们建立了函数值与导数值之间的定量联系,中值定理的主要作用在于理论分析和证明;应用导数判断函数上升、下降、取极值、凹形、凸形和拐点等项的重要性态。此外,在极值问题中有重要的实际应用。微分中值定理是数学分析乃至整个高等数学的重要理论,它架起了利用微分研究函数的桥梁。微分中值定理从诞生到现在的近300年间,对它的研究时有出现。特别是近十年来,我国对中值定理的新证明进行了研究,仅在国内发表的文章就近60篇。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容及计划

中值定理揭示了函数在某区间的整体性质和区间内某一点导数之间的关系,是联系局部和整体的纽带,是微分学应用以及自身发展的理论基础,因此说中值定理是微分学的基本定理[7]。它在数学中占了很重要的位置,本文主要介绍它在解题中的一些应用。

中值定理有四个:罗尔(rolle)中值定理,拉格朗日(lagrange)中值定理,柯西(cauchy)中值定理,泰勒(taylor)定理。

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4. 研究创新点

特色与创新

通过研究我们发现微分中值定理的证明除了构造辅助函数,还可以利用其他的证明方法加以证明,同时从罗尔定理到柯西中值定理的层次之间还存在着递进关系.除了本文介绍的几个方面,利用微分中值定理还可以导出洛必达法则,泰勒公式等.由导数研究函数的性态(极值、最值、凹凸性)也要用到微分中值定理的结论.深入研究微分中值定理,有助于加深对这些定理的理解;清楚这些定理的证明,能促使我们掌握微分中值定理的具体应用.

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