用三种方法判断方程e^x-x=0实数根的个数

作者:小橘猫 | 创建时间: 2023-08-03
本通过函数的基本知识,函数的数形结合和函数的导数等知识,来研究函数单调性及根的问题,用三种方法判断方程e^x-x=0实数根的个数。...
用三种方法判断方程e^x-x=0实数根的个数

第一种方法:

思路:函数单调性知识的应用。

方程变形为:e^x=x,左边为函数y1=e^x,右边函数为y2=x。 从值域上看,对于函数y1=e^x>0,所以y2=x>0。 在x属于(0,+∞)的区间上时候,函数y1=e^x为增函数,y2=x也为增函数。 当x取最小值x=0的时候,y1=e^0=1,所以函数y1>=1,同理当x=0的时候,y2=0,即y2>0,则y2>=0,由于y1min>y2min,所以y1与y2没有交点,故方程e^x-x=0,没有实数根。

第二种方法

思路:函数的数形相结合的方法。

方程变形为:e^x=x,左边为函数y1=e^x,右边函数为y2=x。分别画出其函数图象。 因为方程为e^x=x,所以只需要考虑x<0,即在第一象限的图象即可。 在第一象限内,函数y1=e^x与y轴有交点为(0,1),随后函数为曲线形增加;同理函 数y2=x与y轴的交点为(0,0),随后函数为直线型无限制增加。 由于函数在起点处前者大,后者小,且增加的幅度前者比后者大,所以y1与y2没有交点,故方程没有实数解。

第三种方法

思路:函数的导数知识的应用。

设函数为f(x)=e^x-x,对函数求导得到: f(x)’=e^x-1,另f(x)’=0,即: e^x-1=0 则x=0. 当x>0的时候,f(x)’>0,此时函数f(x)为增函数; 当x<0的时候,f(x)’<0,此时函数f(x)为减函数。 所以当x=0,是函数f(x)的最小值点,则: f(x)min=f(0)=e^0-0=1, 所以:e^x-x>=f(x)min=1,这与题目方程e^x-x=0矛盾, 因此方程e^x-x=0没有实数根。

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