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xmccxpydjr

新虫 (初入文坛)

[求助] 导函数极限与导数的关系 疑问

我困扰于这个问题已经很久了,故此发上来求教于大家,望不吝赐教,感激不尽。
假设F(x)在x0的邻域导数处处存在,那么我们知道此点的导数和导函数在此点的极限不一定相同(当然,大多数情况是相同的),也即在x0处F(x)的导函数f(x)不连续,且仅仅存在第二类间断点中的震荡间断点。但是,我想请教:F(x)-F(x0)/(x-x0)=f(ξ),作为拉格朗日定理,当x趋近于x0时,一方面我们知道它是导数的定义,且已经存在;另外一方面,ξ趋近于x0,也就是导函数f(ξ)趋近于f(x0),这不正说明两者一定相等吗?也就是不存在两者不相等的情况,不存在所谓震荡间断点。请问我的思路到底是哪里错了?

[ Last edited by xmccxpydjr on 2012-9-9 at 20:52 ]
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xxxfield

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
xmccxpydjr: 金币+3, ★★★很有帮助, 不错不错 2012-09-10 20:51:16
xmccxpydjr: 回帖置顶 2012-09-10 20:58:17
这个问题提的非常好,楼主有这样的疑惑真是值得肯定。主要问题是对中值定理的理解。因为中值定理只能保证在[x0, x]之间存在一个ξ,当x变化时,ξ=ξ(x)随之变化,但ξ(x)的性质一点都不知道,他可能连连续函数都不是。尽管当x->x0时,ξ=ξ(x)->x0,因此有f(ξ)->F'(x0)。这不错,但f(ξ)->F'(x0)并不能推出f(x)->F'(x0)。ξ(x)可能只取到x0附近的部分值,而不一定取到x0附近的所有值。f(ξ)->F'(x0)相当于存在[x0,x]中的一个子集,当ξ在这个子集内趋向于x0时,f(ξ)->F'(x0)。(问题相当于有一个子列收敛并不能保证整个序列收敛)

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5楼2012-09-10 14:01:21
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Jackie2011

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
你的"假设F(x)在x0的邻域导数处处存在“包含了F(x)在x0的导数存在, 当然也就是你后来的结论。如果挖去一个点, 即"假设F(x)在x0的空心邻域导数处处存在, 就会有可能“x0的左右导数有一不存在或不相等,就会出现你说的”第二类间断点中的震荡间断点“
学好外语,不忘数学!
2楼2012-09-09 21:32:46
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xiangqianzsh

木虫 (著名写手)

定理中还有一句话:假设导函数的极限存在,所以此时等式成立。如果没有这句话,等式右侧的那个取极限就没有意义,所以就这个等式也就没意义了。
3楼2012-09-09 22:36:52
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yijifeixia

铜虫 (小有名气)

多看看条件才是

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
4楼2012-09-10 06:34:28
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xmccxpydjr

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
2楼: Originally posted by Jackie2011 at 2012-09-09 21:32:46
你的"假设F(x)在x0的邻域导数处处存在“包含了F(x)在x0的导数存在, 当然也就是你后来的结论。如果挖去一个点, 即"假设F(x)在x0的空心邻域导数处处存在, 就会有可能“x0的左右导数有一不存在或不相等, ...

我觉得我的假设没问题,就是要讨论某区域处处存在导数,但导数不连续的可能性。而我按照错误的理解,就推导出一定连续。还是谢谢啦~

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
6楼2012-09-10 20:29:19
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xmccxpydjr

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
3楼: Originally posted by xiangqianzsh at 2012-09-09 22:36:52
定理中还有一句话:假设导函数的极限存在,所以此时等式成立。如果没有这句话,等式右侧的那个取极限就没有意义,所以就这个等式也就没意义了。

我觉得拉格朗日中值定理并不需要你说的条件,只要导数处处存在就可以了~谢谢~

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
7楼2012-09-10 20:31:50
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xmccxpydjr

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
4楼: Originally posted by yijifeixia at 2012-09-10 06:34:28
多看看条件才是

谢谢提醒~

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
8楼2012-09-10 20:32:22
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xmccxpydjr

新虫 (初入文坛)

送鲜花一朵
引用回帖:
5楼: Originally posted by xxxfield at 2012-09-10 14:01:21
这个问题提的非常好,楼主有这样的疑惑真是值得肯定。主要问题是对中值定理的理解。因为中值定理只能保证在之间存在一个ξ,当x变化时,ξ=ξ(x)随之变化,但ξ(x)的性质一点都不知道,他可能连连续函数都不是。尽管 ...

看了您的回帖,我觉得您理解的特别深刻。我又结合您的思路思考了一下,发现确实如此,这个式子本身说明当x趋近于x0时,存在极限(对于所有的x都取遍了),而这个式子再换成x和x0之间的一个数的导数值,只能得到离散的无穷个多个点,当其趋近于x0时,极限为x0点导数,而非所有的x点。另外,由于存在离散的导函数收敛于此点导数,所以,此点只能是第二类间断点。并且,所谓不连续的导函数上的中值定理也就不难直观的理解了。真的很感谢哈!

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
9楼2012-09-10 20:46:37
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xiangqianzsh

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
7楼: Originally posted by xmccxpydjr at 2012-09-10 20:31:50
我觉得拉格朗日中值定理并不需要你说的条件,只要导数处处存在就可以了~谢谢~
...

当然需要了.我不是说拉格朗日中值定理这里,而是取极限时的那个地方.

不然 f`(x)=lim f(eta)  就不立了.[因为这时候   有限值=不存在的数,当然等式不成立了.]

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10楼2012-09-10 20:52:00
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