微分中值定理知识,学出解答过程

证明:

1)

构造函数:y=arctanx+arctan(1/x)

其定义域为:x>0

在任意其定义域区间(b,a)a>b>0,显然该函数满足拉格朗日中值定理,因此:

ξ∈(b,a),则:

[f(a)-f(b)]/(a-b)

= f'(ξ)

= 1/(1+ξ?) + 1/[1+(1/ξ)?] * (-1/ξ?)

=0

即:

f(a)=f(b)

上式表明该函数在任意定义域内都有f(a)=f(b),因此:

函数f(x)是常数函数

令a=1,则:

f(1)=π/2

∴arctanx+arctan(1/x) =π/2

2)

构造函数:y=arctanx - (1/2)arccos[2x/(1+x?)]

其定义域:x≥1

显然在定义域的任何区间内,该函数满足拉格朗日中值定理,因此:

对于定义域内任意区间(b,a),?ξ∈(b,a),则:

[f(a)-f(b)]/(a-b)

= f'(ξ)

= 1/(1+ξ?) -(1/2)/√{1-[2ξ/(1+ξ?)]?} · {[2(1+ξ?)-4ξ?]/(1+ξ?)?}

=0

即:

f(a)=f(b)

上式表明该函数在任意定义域内都有f(a)=f(b),因此:

函数f(x)是常数函数

令a=1,则:

f(1)=π/4

∴arctanx - (1/2)arccos[2x/(1+x?)]=π/4