数学分析证明:方程x^3-3x+c=0在区间(0,1)内没有两个不同的实根(提示:用反证法证明)

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2024-11-19 06:30:37
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回答1:

方法一:一元三次方程一定有实根,f(x)=x^3-3x+c在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,f'(x)=3x^2-3,当0<x<1时,f'(x)<0,单调减少,所以f(x)=x^3-3x+c在(0,1)内至多有一个零点,所以方程x^3-3x+c=0在区间(0,1)内不可能有两个不同的实根

方法二:反证法
设方程x^3-3x+c=0在区间(0,1)内有两个不同的实根x1,x2,假设x1<x2,则f(x)=x^3-3x+c在[x1,x2]上连续,在(x1,x2)内可导,f(x1)=f(x2),由罗尔中值定理,f'(x)在(x1,x2)内有零点. 但是f'(x)=3x^2-3,在(x1,x2)内,f'(x)<0. 矛盾.
所以方程x^3-3x+c=0在区间(0,1)内不可能有两个不同的实根

回答2:

定理:如果连续函数f满足f(x1)=f(x2),则(x1,x2)之间必定存在x0使得f'(x0)=0
但是在(0,1)之间y'=3x^2-3<0,没有f'(x0)=0的点.所以命题成立

回答3:

假设有两个不同实根,分别设为x1,x2且x1不等于x2。则有x1^3-3x1+c=x2^3-3x2+c=0
移项得x1^3-x2^3=3x1-3x2 化简 (x1-x2)*(x1^2+x1x2+x2^2)=3(x1-x2)
由于x1不等于x2,所以x1^2+x1x2+x2^2=0但是x1 x2都在(0,1)内 x1^2 x1x2 x2^2均小于一。故矛盾

回答4:

解;设y=x�0�6-3x+c
得y‘=3x�0�5-3
因为x∈(0,1)
所以y‘≥0
所以y为单调递增函数
所以方程x^3-3x+c=0在区间(0,1)内没有两个不同的实根