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考研高等数学解题方法:方程根的个数问题

编辑:sx_zhangby

2014-11-10

考研数学每年的考试范围和知识点基本相同或相近,考试题型的变化幅度也不是很大,方程根的个数问题一直是考研数学考点。小编特意为大家整理了考研高等数学解题方法,包括供大家阅读。

考研高等数学解题方法:方程根的个数问题

方程 =0的根,也就是函数 的零点,有关方程根的问题一般可以利用函数的有关理论加以分析和解决。

主要的分析解决工具包括:

1)函数零点定理:若函数 在 上连续,且 ,则至少存在一点 ,使 ( 称为函数的零点)。

2)函数单调性:若函数 在 上连续且单调(单调增加或单调减少),则:1)当 时, 在 上有唯一零点;2)当 时, 在 上没有零点。

3)罗尔中值定理:若函数 在 上连续,在 上可导,且 ,则至少存在一点 ,使 。

一般求解步骤:

1)先看有无明显的实根;

2)引入相应函数,写出定义域,判断端点函数值和特殊点函数值的正负;

3)求导数,找出驻点和单调区间,讨论在各单调区间上的实根个数。

典型例题

例1.求方程 不同实根的个数,其中k为参数 (2011年考研数学一第17题)

解析:显然 =0是一个实根。令 ,则 , , , ;若 , 单调减少, 只有唯一零点,即原方程只有唯一实根x=0;

1)若 , 在 上都是单调减少,且 ,故 只有唯一零点,原方程只有唯一实根x=0;

2)若 ,当 时, , 单调增加,而 ,所以 ;当 时, , 单调减少;由此得: 在区间 上各有一个零点,即原方程在这3个区间上各有一个实根。

综上得:当 时,方程只有一个实根;当 时,方程有3个不同实根。

例2.设有方程 ,其中 为正整数,证明此方程存在唯一正实根 ,并证明当 时,级数 收敛 (2004年考研数学一第18题)

解析:设 ,则 ,由零点定理知 在(0,1)上至少有一个零点。而 ,故 在(0,+∞)上单调增加,因此, 在(0,+∞)上只存在唯一一个零点 ,且0< <1,由 ,得 ,当 时,级数 收敛,由正项级数的比较审敛法知, 收敛。

注:n次方程有n个根,因此方程 的负实根可能有很多个(可能还有复数根)。

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