五次方程(a^2+1.2a+1)x^5=ax+0.2a+1的实根个数
当a>0时,五次方程: (a^2+1.2a+1)x^5=ax+0.2a+1有几个实根?
(1)换参数: 令a=5/b,将原题等效为 当b>0时,五次方程: (b^2+6b+25)x^5=5bx+b(b+1)有几个实根? (2)设函数: 令f(x)=(b^2+6b+25)x^5-5bx-b(b+1) 取导得 f'(x)=5(b^2+6b+25)x^4-5b 由f'(x)=0得f(x)极大值条件: x(1)=-[b/(b^2+6b+25)]^(1/4) 得f(x)极大值: f(x1)=4b[b/(b^2+6b+25)]^(1/4)-b(b+1) (3)证不等式:(b>0) b+1≥4[b/(b^2+6b+25)]^(1/4) ⇔(b^2+6b+25)(b+1)^4≥256b ⇔(b^2+6b+25)(b^4+4b^3+6b^2+4b+1)≥256b ⇔b^6+10b^5+55b^4+140b^3+175b^2+106b+25≥256b ⇔b^6+10b^5+55b^4+140b^3+(175b-150)b+25≥0 ⇔(b^3+5b^2+15b-5)^2≥0 即明显成立。
(4)确定实根个数: ∵f(x)极大值f(x1)=4b[b/(b^2+6b+25)]^(1/4)-b(b+1)≤0 ∴①当b^3+5b^2+15b-5=0,即 b=-5/3-(2/3)(15√6-35)^(1/3)+(2/3)(15√6+35)^(1/3) ≈0。
3时, 函数f(x)=(b^2+6b+25)x^5-5bx-b(b+1)有一个二重实零点和 一个一重实零点。 即五次方程: (b^2+6b+25)x^5=5bx+b(b+1)有一个二重实根和一个一重实根。 ②当b≠-5/3-(2/3)(15√6-35)^(1/3)+(2/3)(15√6+35)^(1/3)时, 函数f(x)=(b^2+6b+25)x^5-5bx-b(b+1)只有一个一重实零点。
即五次方程: (b^2+6b+25)x^5=5bx+b(b+1)只有一个单实根。 。
由于a^2+1。2a+1>1,且a^2+1。2a+1≥3。2a,原方程化为 x^5-ax/(a^2+1。2a+1)-(0。2a+1)/(a^2+1。2a+1)=0 记f(x)=x^5-ax/(a^2+1。2a+1)-(0。2a+1)/(a^2+1。
2a+1) f'=5x^4-a/(a^2+1。2a+1)=0有两个解 x1=-[a/(5a^2+6a+5)]^(1/4)≥-1/2 x2=[a/(5a^2+6a+5)]^(1/4)≤1/2 f(x)在x=x1处取极大值,在x=x2处取极小值 为书写简便,记A=(5a^2+6a+5)^(1/4) f(x1)=-a^(5/4)/A^5+5a^(5/4)/A^5-(a+5)/A^4 =[4a^(5/4)-(a+5)A]/A^5 只需考察4a^(5/4)-(a+5)A即256a^5-(a+5)^4A^4的符号 P=256a^5-(a+5)^4A^4=256a^5-(a+5)^4(5a^2+6a+5) =-[5a^6-150a^5+875a^4+3500a^3+6875a^2+6250a+3125] =-5[a^6-30a^5+(225-50)a^4+(750-50)a^3+(625+750)a^2 +2*625a+625] =-5(a^3-15a^2-25a-25)^2≤0 当a=16。
597时,P=0,表明此时方程有一个二重根 再看f(x2)=a^(5/4)/A^5-5a^(5/4)/A^5-(a+5)/A^4 =-[4a^(5/4)+(a+5)A]/A^5<0 这说明f(x)的极大值和极小值都不大于0,由5次函数图像可知 当a=16。
597时,P=0,表明此时方程有一个二重根和一个单重根(两个不同的根);a≠16。597时,原方程只有一个实根!。
f(1)=a^2>0 f(0)=-(0.2a+1)0时: 当x四次根号下a/5(a^2+1.2a+1)时f·(x)>0,f(x)单增. 当负的四次根号下a/5(a^2+1.2a+1)
至少有一个实根。 a→0时方程变为x^5=1,也只有一个实根。
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