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求证方程 ex=x2+5x+1 的实根不超过 3 个.

证明

f(x)=exx25x1. 要证 f(x) 不超过 3 个零点, 只要证 f(x)=ex2x5 不超过 2 个零点, 只要证 f(x)=ex2 不超过 1 个零点, 它确实只有 ln2 一个零点.

注意这个方法不能用于证明 3 个零点的存在性. 如果本题要我们证明存在性, 一方面可以考虑用零点存在性定理: 注意到f(5)=e51<0,f(1)=e1+3>0,f(0)=0,f(1)=e7<0,f(4)=e447>7247>0, 从而确实存在 3 个零点, 一个为 0, 另外两个分别在 (5,1)(1,4) 上.

另一种值得学习的做法是, 把方程变换成 x2+5x+1ex=1. 通过凑出 ex 与有理函数相乘/相除的形式, 简化导数. 请读者自行计算.