解答题 2.(2012年)(Ⅰ)证明方程χn+χn-1…+χ=1(n为大于1的整数)在区间(,1)内有且仅有一个实根;
(Ⅱ)记(Ⅰ)中的实根为χn,证明
【正确答案】(Ⅰ)令f(χ)=χn+χn-1+…+χ-1(n>1),则f(χ)在[,1]上连续,且
,f(1)=n-1>0,
由闭区间上连续函数的介值定理知,方程f(χ)=0在(,1)内至少有一个实根.
当χ∈(,1)时,
f′(χ)=nχn-1+(n-1)χn-2+…+2χ+1>1>0,
故f(χ)在(,1)内单调增加.
综上所述,方程f(χ)=0在(,1)内有且仅有一个实根.
(Ⅱ)由χn∈(,1)知数列{χn}有界,又
χnn+χnn-1+…+χn=1
χnn+χnn-1+χn+1n-1+…+χn+1=1
因为χ>0,所以
χnn+χnn-1+…+χn>χn+1n+χn+1n-1+…+χn+1
于是有
χn>χn+1,n=1,2…,
即{χn}单调减少.
综上所述,数列{χn}单调有界,故{χn}收敛.
记a=χn.由于

令χ→∞并注意到<χn<χ1<1,则有

解得a=,即
【答案解析】