AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1211

Условие

Проверить справедливость теоремы Ролля для функции \(\displaystyle{y=x^3+4x^2-7x-10}\) на отрезке \(\displaystyle{[-1;2]}\).

Решение

Данная функция непрерывна на отрезке \(\displaystyle{[-1;2]}\) и дифференцируема на интервале \(\displaystyle{(-1;2)}\). Найдём значения функции на концах отрезка:

\[ f(-1)=-1+4+7-10=0;\; f(2)=8+16-14-10=0. \]

Значения функции на концах заданного отрезка равны, т.е. \(\displaystyle{f(-1)=f(2)}\). Исходя из вышесказанного, делаем вывод, что на отрезке \(\displaystyle{[-1;2]}\) выполнены условия теоремы Ролля, т.е. существует хотя бы одна точка \(\displaystyle{\xi\in[-1;2]}\) такая, что \(\displaystyle{f'\left(\xi\right)=0}\).

Проверим справедливость теоремы. Проще всего показать существование точки \(\displaystyle{\xi}\), указав конкретное значение \(\displaystyle{\xi}\).

\[ f'(x)=3x^2+8x-7. \]

Так как \(\displaystyle{f\left(\xi\right)=0}\), то:

\[ 3\xi^2+8\xi-7=0;\\ \xi_1=\frac{-4-\sqrt{37}}{3};\;\xi_2=\frac{-4+\sqrt{37}}{3}. \]

Отрезку \(\displaystyle{[-1;2]}\) принадлежит значение \(\displaystyle{\xi_2}\). Следовательно, существует такая точка \(\displaystyle{\xi=\frac{-4+\sqrt{37}}{3}}\), что \(\displaystyle{f'\left(\xi\right)=0}\).

Ответ:

Справедливость теоремы проверена.

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №4Исследование функций и их графиков
Параграф №2Применение первой производной
Задача №1116