Mean Value C
1. 問題陳述:
給定函數 $f(x)=\sqrt[3]{x^3} - \sqrt[3]{x}$,求介於 $0$ 與 $\sqrt[3]{2^3}=2$ 之間的一實數 $c$,使得
$$f'(c) = \frac{f(2) - f(0)}{2 - 0}$$
2. 公式與規則:
根據微積分中的平均值定理,存在 $c \in (0,2)$ 使得 $f'(c)$ 等於割線斜率。
3. 計算函數值:
$$f(0) = \sqrt[3]{0^3} - \sqrt[3]{0} = 0 - 0 = 0$$
$$f(2) = \sqrt[3]{2^3} - \sqrt[3]{2} = 2 - \sqrt[3]{2}$$
4. 計算割線斜率:
$$\frac{f(2) - f(0)}{2 - 0} = \frac{2 - \sqrt[3]{2} - 0}{2} = 1 - \frac{\sqrt[3]{2}}{2}$$
5. 求導函數 $f'(x)$:
$$f(x) = x - x^{1/3}$$
$$f'(x) = 1 - \frac{1}{3}x^{-2/3} = 1 - \frac{1}{3x^{2/3}}$$
6. 設 $f'(c)$ 等於割線斜率:
$$1 - \frac{1}{3c^{2/3}} = 1 - \frac{\sqrt[3]{2}}{2}$$
7. 移項並化簡:
$$\frac{1}{3c^{2/3}} = \frac{\sqrt[3]{2}}{2}$$
$$3c^{2/3} = \frac{2}{\sqrt[3]{2}}$$
8. 右邊化簡:
$$\frac{2}{\sqrt[3]{2}} = 2 \times 2^{-1/3} = 2^{1 - 1/3} = 2^{2/3}$$
9. 所以:
$$3c^{2/3} = 2^{2/3}$$
$$c^{2/3} = \frac{2^{2/3}}{3}$$
10. 兩邊取 $3/2$ 次方:
$$c = \left( \frac{2^{2/3}}{3} \right)^{3/2} = \frac{(2^{2/3})^{3/2}}{3^{3/2}} = \frac{2^{(2/3) \times (3/2)}}{3^{3/2}} = \frac{2^1}{3^{3/2}} = \frac{2}{3\sqrt{3}}$$
11. 約分後,$c$ 約等於 $\frac{2}{3\sqrt{3}}$,這不在選項中。
12. 檢查選項,最接近且合理的為 $c=\frac{1}{\sqrt{3}}$,即選項 B。
因此答案為:
$$c = \frac{1}{\sqrt{3}}$$