- 函数的零点与方程根的联系
- 共2760题
求一切实数p,使得三次方程5x3-5(p+1)x2+(71p-1)x+1=66p的三个根均为正整数.
正确答案
x=1是方程的一个根.于是只要考虑二次方程5x2-5px+66p-1=0的两个根为正整数即可.
设此二正整数根为u、v.则由韦达定理知,
消去p,得5uv-66(u+v)=-1.同乘以5:52uv-5×66u-5×66v=-5.
∴(5u-66)(5v-66)=662-5=4351=19×229.由于u、v均为整数,故5u-66、5v-66为整数.
∴
或
或
或
∴其中使u、v为正整数的,只有u=17,v=59这一组值.此时p=76.
已知函数fn(x)=x3-nx-1(x>0,n∈N*).
(Ⅰ)求函数f3(x)的极值;
(Ⅱ)判断函数fn(x)在区间(,
)上零点的个数,并给予证明.
正确答案
(Ⅰ)∵f3(x)=x3-3x-1,∴f3′(x)=3x2-3,
∵当x>1时,f3′(x)>0;当0<x<1时,f3′(x)<0.
∴当x=1时,f3(x)取得极小值-3,无极大值;
(Ⅱ)函数fn(x)在区间(,
)上有且只有一个零点.
证明:
∵fn()=(
)3-n
-1=-1<0,
fn()=(
)3-n
-1=
-1>0,
fn()•fn(
)<0,∴函数fn(x)在区间(
,
)上必定存在零点.
∵fn′(x)=3x2-n,∴当x∈(,
)时,fn′(x)>3(
)2-n=2n>0,
∴fn(x)在区间(,
)上单调递增,
∴函数fn(x)在区间(,
)上的零点最多一个.
综上知:函数fn(x)在区间(,
)上存在唯一零点.
已知函数f(x)=2x2-alnx
(1)若a=4,求函数f(x)的极小值;
(2)设函数g(x)=-cos2x,试问:在定义域内是否存在三个不同的自变量xi(i=1,2,3)使得f(xi)-g(xi)的值相等,若存在,请求出a的范围,若不存在,请说明理由?
正确答案
(1)由已知得f′(x)=4x-=
,xk
则当0<x<1时f'(x)<0,可得函数f(x)在(0,1)上是减函数,
当x>1时f′(x)>0,可得函数f(x)在(1,+∞)上是增函数,
故函数的极小值为f(1)=2;
(2)若存在,设f(xi)-g(xi)=m(i=1,2,3),则对于某一实数m,方程f(x)-g(x)=m在(0,+∞)上有三个不同的实数根,设F(x)=f(x)-g(x)-m=2x2-alnx+cos2x-m,
则F′(x)=4x--2sin2x(x>0)有两个不同的零点,即关于x的方程4x2-2xsin2x=a(x>0)有两个不同的解G(x)=4x2-2xsin2x(x>0),
则G'(x)=8x-2sin2x-4xcos2x=2(2x-sin2x)+4x(1-cos2x),
设h(x)=2x-sin2x,则h′(x)=2-2cos2x≥0,故h(x)在(0,+∞)上单调递增,
则当x>0时h(x)>h(0)=0,即2x>sin2x,
又1-cos2x>0,则G′(x)>0故G(x)在(0,+∞)上是增函数,
则a=4x2-2xsin2x(x>0)至多只有一个解,故不存.
方法二:关于方程4x--2sin2x=0(x>0)的解,
当a≤0时,由方法一知2x>sin2x,此时方程无解;
当a>0时,由于H′(x)=4+-4cos2x>0,
可以证明H(x)=4x--2sin2x(x>0)是增函数,此方程最多有一个解,故不存在.
求证:方程5x2-7x-1=0的根在一个在区间(-1,0)上,另一个在区间(1,2)上.
正确答案
证明:设f(x)=5x2-7x-1,
∵
即
且y=f(x)的图象在(-1,0)和(1,2)上是连续不断的曲线,
∴方程的根在(-1,0)上,另一个根在(1,2)上.
对于实数和
,定义运算“
”:
,设
,且关于
的方程为
恰有三个互不相等的实数根
,则
的取值范围是___________.
正确答案
试题分析:由定义运算“*”可知 ,画出该函数的图像
如图所示,从而可得
,又因为
要有三个不同的解,所以
,所以
,所以
的取值范围是
.
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