计算题(2010年全国大学生预赛)

设函数f(x)在(-∞,+∞)上具有二阶导数,并且f″(x)>0,lim x->+∞f′(x)=α>0,lim x->-∞f′(x)=β<0,且存在一点x0使得f(x0)<0,证明:方程f(x)=0在(-∞,+∞)上恰有两个实根.

答案解析

由于f″(x)>0,可得f′(x)在(-∞,+∞)上严格增加;由f′(x)=α>0可得存在b>0使得f′(b)>0;由f′(x)=β<0可得,存在a<0使得f′(a)<0.由于f′(x)在闭区间[a,b]上连续,应用零点定理,∃ξ∈(a,b),使得f′(ξ)=0,且当x<ξ时,f′(x)<0;当x> ξ时,f′(x)>0.由于f″(ξ)>0,所以f(ξ)是函数f(x)的极小值,由于f(x0)<0,所以f(ξ)<0.任取x>ξ,应用拉格朗日中值定理,∃ξ1∈(ξ,x),使得f(x)=f(ξ)+f′(ξ1)(x-ξ) (其中f′(ξ1)>0)由此式可得,f(x)=+∞,因此∃d∈(ξ,+∞),使得f(d)>0.任取...

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