题目
证明方程^5-3x=1至少有一个根介于 1 和 2 之间
证明方程
至少有一个根介于 1 和 2 之间
题目解答
答案
解:
方程
至少有一个根介于 1 和 2 之间,等价于
至少有一个零点于 1 和 2 之间


根据零点定理,至少有一个零点
故方程
至少有一个根介于 1 和 2 之间
解析
考查要点:本题主要考查零点定理(介值定理)的应用,通过判断函数在区间端点的函数值符号,确定方程在该区间内是否存在根。
解题核心思路:
- 将方程转化为函数形式$f(x) = x^5 - 3x - 1$,寻找其零点。
- 验证函数在区间端点$x=1$和$x=2$处的函数值符号是否相反。
- 结合多项式函数的连续性,直接应用零点定理得出结论。
破题关键点:
- 正确计算$f(1)$和$f(2)$的值,并判断符号。
- 确认函数$f(x)$在区间$[1,2]$上连续(多项式函数天然连续)。
-
构造函数
将方程$x^5 - 3x = 1$改写为$f(x) = x^5 - 3x - 1$,寻找$f(x)=0$的解。 -
计算区间端点函数值
- 当$x=1$时:
$f(1) = 1^5 - 3 \cdot 1 - 1 = 1 - 3 - 1 = -3$ - 当$x=2$时:
$f(2) = 2^5 - 3 \cdot 2 - 1 = 32 - 6 - 1 = 25$
- 当$x=1$时:
-
分析符号变化
- $f(1) = -3 < 0$,$f(2) = 25 > 0$,两者符号相反。
- 根据零点定理,若函数$f(x)$在区间$[a,b]$上连续,且$f(a)$与$f(b)$符号相反,则至少存在一点$c \in (a,b)$,使得$f(c)=0$。
-
结论
多项式函数$f(x)$在$[1,2]$上连续,且$f(1) \cdot f(2) = -3 \times 25 = -75 < 0$,因此方程在$(1,2)$内至少有一个根。