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(1)证明方程xn+xn-1+…+x=1(n为大于1的整数)在区间内有且仅有一个实根; (2)记(1)中的实根为xn,证明存在,并求此极限.
(1)证明方程xn+xn-1+…+x=1(n为大于1的整数)在区间内有且仅有一个实根; (2)记(1)中的实根为xn,证明存在,并求此极限.
admin
2014-01-26
69
问题
(1)证明方程x
n
+x
n-1
+…+x=1(n为大于1的整数)在区间
内有且仅有一个实根;
(2)记(1)中的实根为x
n
,证明
存在,并求此极限.
选项
答案
(1)令 f
n
(x)=x
n
+x
n-1
+…+x-1.因为f
n
(x)在[*]上连续,又[*],f
n
(1)=n-1>0, 由介值定理,存在x
n
∈[*],使f
n
(x
n
)=0(n=2,3,…),即原方程在区间[*]内至少有一个实根.又当x∈[*]时,f’(x)=1+2x+…+nx
n-1
>0,即f
n
(x)在[*]内单调增加,故原方程在区间[*]内有且仅有一个实根. (2)由(1)知数列{x
n
}有界,下面证明单调性. 因为 f
n
(x
n
)=0=f
n+1
(x
n+1
),n=2,3,…. 故 x
n
n
+x
n
n-1
+…+x
n
-1=(x
n+1
n-1
+…+x
n+1
n
n+1
n+1
>0, 即f
n
(x
n
)>f
n2
(x
n+1
),而f
n
(x)在[*]内单调增加,从而有x
n
>x
n+1
,即数列{x
n2
}单调减少(n=2,3,…),所以[*]存在,设为l.由于0<x
n
<x
2
<1,故0<
n
n
<x
2
n
.根据夹逼定理有[*]. 由f
n
(x
n
)=0(n=2,3,…),即x
n
n
+x
n
n-1
+…+x
n
=1,得[*], 令n→∞,取极限得[*],解得[*].故[*].
解析
[分析]根的存在性用介值定理,而唯一性利用单调性;对于(2),应先证明极限存在,在已知关系式两边取极限即可.
[评注]注意解答过程中的步骤0<x
n
<x
2
<1不是多余的,因为仅由0<x
n
<1是推不出
的.
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考研数学二
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