问题 解答题

(1)利用定义证明:函数f(x)=x3-3x在[0,1]上单调递减,在[1,+∞)上单调递增;

(2)设x0是方程x3-3x=100的正实数解,利用(1)的结论,求证:4<x0<5.

答案

(1)任取x1,x2∈[0,+∞),且x1<x2

∴f(x1)-f(x2)=(x13-3x1)-(x23-3x2

=x13-x23-3x1+3x2
=(x1-x2)(x12+x1x2+x22-3)

∵0≤x1<x2,即x1-x2<0

当x1,x2∈[0,1]时,x12+x1x2+x22-3<0,有f(x1)-f(x2)>0,

即f(x1)>f(x2);

当x1,x2∈[1,+∞)时,x12+x1x2+x22-3>0,有f(x1)-f(x2)<0,

即f(x1)<f(x2);

由单调性定义得:f(x)=x3-3x在[0,1]上单调减,在[1,+∞)上单调增;

(2)由于f(x)=x3-3x=x(x2-3),当0≤x≤

3
时,f(x)≤0<100,

∴方程x3-3x=100的正实数解x0

3

又∵f(x)=x3-3x在[1,+∞)上的增函数,且f(x0)=100,f(4)=52,f(5)=110,

∴f(4)<f(x0)<f(5),即4<x0<5.

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