题目
[题目]证明:方程 ^5+x-1=0 只有一个正-|||-根。

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查利用导数分析函数单调性,结合零点存在定理证明方程实根唯一性。
解题核心思路:
- 构造函数:将方程转化为函数形式$f(x) = x^5 + x - 1$。
- 分析单调性:通过求导证明函数在整个定义域内严格递增,从而确定函数最多只有一个零点。
- 验证零点存在性:利用中间值定理,结合$f(0) < 0$和$f(1) > 0$,说明函数在区间$(0,1)$内存在零点。
- 唯一性结论:结合单调性和零点存在性,得出方程仅有一个正根。
破题关键点:
- 导数恒正:通过$f'(x) = 5x^4 + 1 > 0$证明函数严格递增。
- 区间端点函数值符号变化:通过$f(0)$和$f(1)$的值确定零点存在区间。
步骤1:构造函数并求导
设函数$f(x) = x^5 + x - 1$,求导得:
$f'(x) = 5x^4 + 1$
由于$x^4 \geq 0$,故$f'(x) = 5x^4 + 1 \geq 1 > 0$,说明$f(x)$在$\mathbb{R}$上严格递增。
步骤2:验证零点存在性
计算区间端点处的函数值:
- 当$x = 0$时,$f(0) = 0^5 + 0 - 1 = -1 < 0$;
- 当$x = 1$时,$f(1) = 1^5 + 1 - 1 = 1 > 0$。
根据中间值定理,函数$f(x)$在区间$(0,1)$内至少存在一个零点$x_0$。
步骤3:唯一性证明
由于$f(x)$在$\mathbb{R}$上严格递增,且仅在$(0,1)$内存在零点,因此方程$x^5 + x - 1 = 0$唯一的实根位于$(0,1)$内,且为正根。