设a,b,c为实数,求证:曲线y=e x 与y=ax 2 +bx+c的交点不超过三个.
【正确答案】正确答案:令f(x)=e x -ax 2 -bx-c,那么问题等价于证明f(x)的零点不超过三个.假设结论不正确,则至少有四个点x 1 <x 2 <x 3 <x 4 ,使得f(x i )=0,i=1,2,3,4. 由于f(x)在[x 1 ,x 4 ]上可导,由罗尔定理可知f'(x)在(x 1 ,x 2 ),(x 2 ,x 3 ),(x 3 ,x 4 )内至少各有一个零点ξ 1 ,ξ 2 ,ξ 3 .又由于f'(x)在[ξ 1 ,ξ 3 ]上可导,由罗尔定理可知f''(x)在(ξ 1 ,ξ 2 ),(ξ 2 ,ξ 3 )内至少各有一个零点η 1 ,η 2 .同样地,由于f''(x)在[η 1 ,η 2 ]上可导,由罗尔定理可知f'''(x)在(η 1 ,η 2 )内至少有一个零点ζ.因此至少存在一点ζ∈(-∞,+∞)使得f'''(ζ)=0,而f'''(x)=e x >0(x∈(-∞,+∞)),这就产生了矛盾.故f(x)的零点不超过三个.
【答案解析】解析:问题等价于f(x)=e x -ax 2 -bx-c的零点不超过三个.根据罗尔定理,可导函数的任何两个零点之间至少存在一个导函数的零点.因此本题需要用反证法.