Cauchy中值定理:设函数f(x)和g(x)均在[a,b]上连续,在(a,b)上可微,且对任何x∈(a,b)均有g'(x)≠0,则存在ξ∈(a,b),使得(frac{f'(ξ)}{g'(ξ)}=frac{f(b)-f(a)}{g(b)-g(a)})
证明:在所假设的条件下,g(a)≠g(b),否则由Rolle定理,存在ξ∈(a,b),使得g'(ξ)=0,与假设矛盾。
令(F(x)=f(x)-f(a)-frac{f(b)-f(a)}{g(b)-g(a)}[g(x)-g(a)]),a≤x≤b,
则F(x)在[a,b]上连续,在(a,b)上可微,且F(a)=F(b)=0。由Rolle定理,存在∈(a,b),使得F'(ξ)=0,
即(F'(ξ)=f'(ξ)-frac{f(b)-f(a)}{g(b)-g(a)}g'(ξ)=0)
因此(frac{f'(ξ)}{g'(ξ)}=frac{f(b)-f(a)}{g(b)-g(a)}),得证。