设f(x)在[a,+∞)上二阶可导,f(a)>0,fˊ(a)<0,f"(x)<0,证明:方程f(x)=0在[a,+∞)上有且仅有一个实根.

admin2020-12-10  39

问题 设f(x)在[a,+∞)上二阶可导,f(a)>0,fˊ(a)<0,f"(x)<0,证明:方程f(x)=0在[a,+∞)上有且仅有一个实根.

选项

答案先证存在性. f(x)在点x0=a的一阶泰勒公式为 [*] 注意到fˊ(a)<0.f"(x)<0,所以fˊ(x)在[a,+∞)上单调递减,故fˊ(x)<fˊ(a)<0,因此f(x)在(a,+∞)上是单调递减的,因此[*]. 故存在x1>a,使f(x1)<0,又知f(a)>0,且函数f(x)在[a,x1]连续,由零点定理知,存在ξ∈(a,x1)c[a,+∞),使得f(ξ)=0. 再证唯一性. 由f"(x)<0可知,fˊ(x)在[a,+∞)上单调递减,于是fˊ(x)≤fˊ(a)<0,即f(x)单调递减, 故方程f(x)=0最多有一个实根. 综上所述,方程f(x)=0在[a,+∞)内有且仅有一个实根.

解析 【思路探索】由题设知f(a)>0,那么.利用零点定理证明方程根的存在性的关键就是要寻找一个点x0(x0>a).使f(x0)<0.
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