寻求函数可导等价条件反向推导的证明提示:可导→$f(x)=f(a)+L(x-a)+s(x)(x-a)$
证明提示:从函数可导性推导等价表达式
嘿,这个反向推导其实完全可以从导数的原始定义入手,一点都不复杂,我给你拆解几步:
- 首先,先把函数$f$在$a$点可导的定义摆出来:此时极限 $\lim_{x \to a} \frac{f(x) - f(a)}{x - a} = f'(a)$ 是存在的,咱们就记这个极限值为$L=f'(a)$。
- 接下来构造一个辅助函数$s(x)$:当$x \neq a$时,令 $s(x) = \frac{f(x) - f(a)}{x - a} - L$;至于$x=a$时的取值,其实不影响极限行为,你随便设成0就行。
- 现在做个简单的代数变形:把上面的式子两边乘以$(x-a)$,移项之后就能得到 $f(x) - f(a) = L(x-a) + s(x)(x-a)$,整理一下就是你要的 $f(x) = f(a) + L(x-a) + s(x)(x-a)$。
- 最后验证$s(x)$的极限:根据导数的定义,$\lim_{x \to a} \left( \frac{f(x)-f(a)}{x-a} - L \right) = 0$,这不就直接得出 $\lim_{x \to a} s(x) = 0$ 了嘛!
说白了就是把导数定义里的极限表达式,拆成一个固定的常数项(也就是导数$L$)加上一个趋于0的余项$s(x)$,再通过简单的代数变形就能得到目标等式啦~
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Matheus Nunes
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