第1章 · 第1-10-2题

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📝 题目

2.证明方程 $x^{5}-3 x=1$ 至少有一个根介于 1 和 2 之间.

💡 答案与解析

[AI解答]

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**题目**:证明方程 $x^{5} - 3x = 1$ 至少有一个根介于 1 和 2 之间。

**证明**:

考虑函数 $$ f(x) = x^{5} - 3x - 1 $$ 该函数在区间 $[1, 2]$ 上连续(因为它是多项式函数)。

计算区间端点的函数值:

当 $x = 1$ 时, $$ f(1) = 1^{5} - 3 \cdot 1 - 1 = 1 - 3 - 1 = -3 < 0 $$

当 $x = 2$ 时, $$ f(2) = 2^{5} - 3 \cdot 2 - 1 = 32 - 6 - 1 = 25 > 0 $$

因此有 $$ f(1) < 0, \quad f(2) > 0 $$

由连续函数的零点定理(介值定理),在区间 $(1, 2)$ 内至少存在一点 $\xi$,使得 $$ f(\xi) = 0 $$ 即 $$ \xi^{5} - 3\xi = 1 $$ 所以方程 $x^{5} - 3x = 1$ 至少有一个根介于 1 和 2 之间。

证毕。