一道简单的题把我给卡住了。

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/05 05:30:44
整个题(高数习题书)已经不重要了。
不过过程中有个细节我不大明白,它是:
因为x>4,所以f(x)=2^xln2-2x必定大于零,这也太直接了吧!一眼看出来的?我可直接看不出来,我还有求两次导,慢慢推导才能得到后面的结论。
我的问题是书中这个过程既然这么简化,那么有什么一两步就能证明出来的根据吗?

这个问题是这样的。对于一个指数函数f(x)=a^x(a>1)(f(x)也可以乘上某个正系数,以下结论仍然成立)和直线y=kx(k>0)而言,如果它们相交,那么最多只有两个交点(事实上该曲线任意三点都不共线),此时在坐标系画图就可以从直观看出,这两个交点的横坐标均大于零,设为0<x1<x2,事实上仅当x属于[x1,x2]时有a^x≤kx,其他情况都有a^x>kx(这一事实可以用求导的办法加以严格证明,它也很好理解,因为当x充分大时,乘幂总要比线性的增加得快,而且要快得多)
现在解答说“因为x>4,所以f(x)=2^xln2-2x必定大于零”,显然解答者是有了上述经验后才能作出这种论断的。这个论断是否成立关键是看上述讨论的x2是否比4小。对此可以采用估值法:由于0.5<ln2<1,故0.5*(2^x)-2x<ln2*(2^x)-2x<2^x-2x,当x=1时,2^x-2x=0,所以ln2*(2^x)-2<0;当x=4时,0.5*(2^x)-2x=0,所以ln2*(2^x)-2x>0。因而ln2*(2^x)-2x<2^x-2x=0较大的那个实根(即上述分析中提到的x2)必定介于1和4之间。所以当x>4时候,必定有ln2*(2^x)-2x>0。