kaoyan3basic 高等数学 第166题

教材习题

📝 题目

### 第166题 166 设 $f(x)$ 在 $[a, b]$ 上连续,在 $(a, b)$ 内存在二阶导数且 $f(a)<0, f(b)>0, f^{\prime \prime}(x)>$ 0 .则 $f(x)$ 在 $(a, b)$ 内 (A)没有零点. (B)正好有 1 个零点. (C)正好有 2 个零点. (D)有多于 2 个零点.

💡 答案解析

**答案**:B **解析**:由$f(a)<0$,$f(b)>0$及零点定理,$f(x)$在$(a,b)$内至少有一个零点。又$f''(x)>0$,故$f'(x)$单调增,$f(x)$是凹函数。假设有两个零点$x_10$,$f'(x)$单调增,故$f'(x)<0$在$(a,\xi)$,$f'(x)>0$在$(\xi,b)$,$f(x)$先减后增,最小值$f(\xi)<0$,与$f(b)>0$矛盾。故只有一个零点。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/2
目标:判断零点存在性
由零点定理,因为 f(a)<0,f(b)>0,且 f(x) 在 [a,b] 上连续,所以至少存在一个 ξ∈(a,b) 使得 f(ξ)=0。
公式:零点定理
提示:注意连续性和端点函数值异号是应用零点定理的条件。
步骤 2/2
目标:分析零点个数
假设有两个零点 x10,f'(x) 单调递增,所以当 x<η 时 f'(x)<0,当 x>η 时 f'(x)>0。因此 f(x) 在 x=η 处取极小值,且 f(η)<0(因为 f(x1)=0 且 f 先减后增)。但 f(b)>0,矛盾。故只有一个零点。
公式:罗尔定理
提示:利用二阶导数大于0判断函数为凹函数,导数单调递增。

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