高中数学题详解

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摘要 (1) 当 $a=1$ 时,有 $f(x) = e^{-x}$。比较 $f(x)$ 和 $1$ 的大小,即比较 $e^{-x}$ 和 $1$ 的大小。由于 $e^{-x}$ 随着 $x$ 的增加而减小,因此对于任何 $x$,都有 $e^{-x} < 1$,即 $f(x) 1$。(2) 当 $a>0$ 时,考虑方程 $f(x) = n(r+1)$,即 $e^{-ax} = n(r+1)$,其中 $n$ 是一个正实数。由于 $a>0$,因此可以将方程两边取自然对数得到 $-\ln(n(r+1)) = ax$。由于 $\ln$ 函数是单调递增的,因此原方程的解与新方程的解一一对应。因此,我们只需要考虑新方程 $-\ln(n(r+1)) = ax$。如果该方程有唯一实数根 $x_0$,那么 $-\ln(n(r+1)) = ax_0$。由于 $n$ 是正实数,因此 $n(r+1)$ 也是正实数。因此 $-\ln(n(r+1))$ 是一个正实数。由于 $a>0$,因此 $ax_0$ 也是正实数。因此 $-\ln(n(r+1)) = ax_0$ 可以写成 $\ln(n(r+1)) = -ax_0$。考虑函数 $g(r) = \ln(n(r+1)) + ax_0$。由于 $n$ 和 $a$ 是常数,因此 $g(r)$ 是关于 $r$ 的连续函数。由于 $n(r+1)$ 是正实数,因此 $\ln(n(r+1))$ 也是连续函数。因此 $g(r)$ 是连续函数的和,因此 $g(r)$ 是连续函数。由于 $-\ln(n(r+1)) = ax_0$,因此 $\ln(n(r+1)) = -ax_0$,即 $g(r) = 0$。因此 $r_0$ 是方程 $g(r) = 0$ 的一个实根。由于该方程有唯一实数根,因此 $r_0$ 就是该根。考虑 $g'(r)$ 的符号。由于 $n$ 和 $a$ 是常数,因此 $g'(r) = \frac{n}{r+1}$. 因为 $r>0$,所以 $r+1>1$,因此 $\frac{n}{r+1} < n$。因此 $g'(r) 0$。因此 $g(r)$ 在 $r_0$ 左侧单调递减,在 $r_0$ 右侧单调递增。由于 $g(r_0) = 0$,因此 $g(r) > 0$ 当且仅当 $r>r_0$。因为 $g(r)$ 是 $\ln(n(r+1))
咨询记录 · 回答于2023-04-17
高中数学题详解
您好,您详细说一下这道题
我要问的是这个题
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你这是发的什么玩意
答案啊朋友
(1) 当 $a=1$ 时,有 $f(x) = e^{-x}$。比较 $f(x)$ 和 $1$ 的大小,即比较 $e^{-x}$ 和 $1$ 的大小。由于 $e^{-x}$ 随着 $x$ 的增加而减小,因此对于任何 $x$,都有 $e^{-x} < 1$,即 $f(x) 1$。(2) 当 $a>0$ 时,考虑方程 $f(x) = n(r+1)$,即 $e^{-ax} = n(r+1)$,其中 $n$ 是一个正实数。由于 $a>0$,因此可以将方程两边取自然对数得到 $-\ln(n(r+1)) = ax$。由于 $\ln$ 函数是单调递增的,因此原方程的解与新方程的解一一对应。因此,我们只需要考虑新方程 $-\ln(n(r+1)) = ax$。如果该方程有唯一实数根 $x_0$,那么 $-\ln(n(r+1)) = ax_0$。由于 $n$ 是正实数,因此 $n(r+1)$ 也是正实数。因此 $-\ln(n(r+1))$ 是一个正实数。由于 $a>0$,因此 $ax_0$ 也是正实数。因此 $-\ln(n(r+1)) = ax_0$ 可以写成 $\ln(n(r+1)) = -ax_0$。考虑函数 $g(r) = \ln(n(r+1)) + ax_0$。由于 $n$ 和 $a$ 是常数,因此 $g(r)$ 是关于 $r$ 的连续函数。由于 $n(r+1)$ 是正实数,因此 $\ln(n(r+1))$ 也是连续函数。因此 $g(r)$ 是连续函数的和,因此 $g(r)$ 是连续函数。由于 $-\ln(n(r+1)) = ax_0$,因此 $\ln(n(r+1)) = -ax_0$,即 $g(r) = 0$。因此 $r_0$ 是方程 $g(r) = 0$ 的一个实根。由于该方程有唯一实数根,因此 $r_0$ 就是该根。考虑 $g'(r)$ 的符号。由于 $n$ 和 $a$ 是常数,因此 $g'(r) = \frac{n}{r+1}$. 因为 $r>0$,所以 $r+1>1$,因此 $\frac{n}{r+1} < n$。因此 $g'(r) 0$。因此 $g(r)$ 在 $r_0$ 左侧单调递减,在 $r_0$ 右侧单调递增。由于 $g(r_0) = 0$,因此 $g(r) > 0$ 当且仅当 $r>r_0$。因为 $g(r)$ 是 $\ln(n(r+1))
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