综合题与应用题 / 中值定理证明 / 构造辅助函数并使用中值定理
$y=\ln\sin x$ 在区间 $[\dfrac\pi3,\dfrac{2\pi}{3}]$ 上满足罗尔定理的 $\xi=$____.
正确答案
$\dfrac\pi2$
题目解析
【解析】函数 $y=\ln\sin x$ 在 $\left[\dfrac{\pi}{3},\dfrac{2\pi}{3}\right]$ 上连续,在 $\left(\dfrac{\pi}{3},\dfrac{2\pi}{3}\right)$ 内可导,且 $\sin x>0$,故 $y$ 定义良好。计算端点函数值:$$y\left(\dfrac{\pi}{3}\right)=\ln\sin\dfrac{\pi}{3}=\ln\dfrac{\sqrt{3}}{2},\quad y\left(\dfrac{2\pi}{3}\right)=\ln\sin\dfrac{2\pi}{3}=\ln\dfrac{\sqrt{3}}{2},$$故 $y\left(\dfrac{\pi}{3}\right)=y\left(\dfrac{2\pi}{3}\right)$,满足罗尔定理条件。求导得 $$y'=\dfrac{\cos x}{\sin x}=\cot x.$$ 令 $y'(\xi)=0$,即 $\cot\xi=0$,在 $\left(\dfrac{\pi}{3},\dfrac{2\pi}{3}\right)$ 内解得 $\xi=\dfrac{\pi}{2}$。因此满足罗尔定理的 $\xi=\dfrac{\pi}{2}$。