题目
题目:.证明方程 ^5-3x=1 至少有一个根介于1和2之间.
题目:
题目解答
答案
解答:
解析
考查要点:本题主要考查零点存在定理(介值定理)的应用,通过验证函数在区间端点的函数值符号变化,证明方程在该区间内至少存在一个根。
解题核心思路:
- 构造函数:将方程转化为$f(x) = x^5 - 3x - 1$,寻找$f(x) = 0$的解。
- 计算端点函数值:分别计算$f(1)$和$f(2)$的值,判断符号是否相反。
- 应用定理:若$f(x)$在区间$[1, 2]$上连续且$f(1)f(2) < 0$,则根据零点存在定理,方程在$(1, 2)$内至少有一个根。
破题关键点:
- 正确构造函数,确保方程变形无误。
- 准确计算端点函数值,避免计算错误导致符号判断错误。
- 确认函数连续性(多项式函数天然连续,无需额外证明)。
步骤1:构造函数
将方程$x^5 - 3x = 1$改写为$f(x) = x^5 - 3x - 1$,需证明$f(x) = 0$在区间$(1, 2)$内有解。
步骤2:计算$f(1)$
$f(1) = 1^5 - 3 \cdot 1 - 1 = 1 - 3 - 1 = -3$
步骤3:计算$f(2)$
$f(2) = 2^5 - 3 \cdot 2 - 1 = 32 - 6 - 1 = 25$
步骤4:判断符号变化
$f(1) \cdot f(2) = (-3) \cdot 25 = -54 < 0$
步骤5:应用零点存在定理
多项式函数$f(x)$在$[1, 2]$上连续,且$f(1)$与$f(2)$异号,因此根据零点存在定理,方程$f(x) = 0$在$(1, 2)$内至少有一个根。