2014年全國(guó)高中數(shù)學(xué)聯(lián)賽安徽省預(yù)賽第12題:
求證:
(1)方程 恰有一個(gè)實(shí)根 ,并且 是無理數(shù);
(2) 不是任何整數(shù)系數(shù)二次方程 ( , )的根.
證明 ? ?(1)設(shè)函數(shù) ,則
當(dāng) 時(shí), ,于是函數(shù) 單調(diào)遞增,注意到 , ,因此函數(shù) 在 上有一個(gè)實(shí)根,且此根在區(qū)間 上.
當(dāng) 時(shí),有
方程無實(shí)根.
當(dāng) 時(shí),有
方程無實(shí)根.
于是方程 恰有一個(gè)實(shí)根.下面用反證法證明該實(shí)根為無理數(shù).
若實(shí)根 ,其中 為互質(zhì)的正整數(shù),則
于是 ,可得 ,這樣就與 在區(qū)間 上矛盾.
因此 為無理數(shù).
(2)用反證法.若不然,則有
于是
利用此式對(duì)
連續(xù)降次,有
整理得
從而
從中消元 ,得
即
由第1小題可知,矛盾.
因此原命題得證.
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