问答题 设函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且f'(x)≠1,又设f(a)>a,f(b)<b,证明:方程f(x)=x在(a,b)内有且仅有一个根.
【正确答案】设F(x)=f(x)-x,显然F(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导.
   存在性:F(a)·F(b)=[f(a)-a][f(b)-b]<0,由连续函数的零点定理知,方程F(x)=0在(a,b)内至少有一个根.
   唯一性:用反证法,假设F(x)=0在(a,b)内有两个不同的根x1,x2,不妨设x1<x2,则F(x)在[x1,x2]上满足罗尔定理的条件,所以存在ξ∈(a,b),使得F'(ξ)=0,即f'(ξ)=1,与题设矛盾.
   综上所述,方程f(x)=x在(a,b)内有且仅有一个根.
【答案解析】“有且仅有一个根”可以这样来证明:(1)至少有一个根(即存在性问题);(2)至多有一个根(即唯一性问题).