[再寄小读者之数学篇](2014-04-08 from 1297503521@qq.com sinxxcosx=0 的根的估计)

简介: (2014-04-08 from 1297503521@qq.com) 设方程 sinxxcosx=0(0,+) 中的第 n 个解为 xn. 证明: $$\bex n\pi+\cfrac{\pi}{2}-\cfrac{1}{n\pi}

(2014-04-08 from 1297503521@qq.com) 设方程 sinxxcosx=0(0,+) 中的第 n 个解为 xn. 证明: \bexnπ+π21nπ<xn<nπ+π2.\eex

证明: 设 f(x)=sinxxcosx, 则 \bex f'(x)=x\sin x\sedd{\ba{ll} >0,&x\in I_{2n},\\ <0,&x\in I_{2n+1}, \ea} \eex

其中 In=(nπ,(n+1)π). 又 \beex \bea f(0)&=0,\\ f(2n\pi)&=-2n\pi<0\quad(n\geq 1),\\ f((2n+1)\pi)&=(2n+1)\pi>0, \eea \eeex
我们知 f(x)=0(0,+) 内的第 n 个解 xnIn. 再注意到 \beex \bea &\quad f\sex{2n\pi+\cfrac{\pi}{2}-\cfrac{1}{2n\pi}}\\ &=\cos\cfrac{1}{2n\pi} -\sex{2n\pi+\cfrac{\pi}{2}-\cfrac{1}{2n\pi}}\sin\cfrac{1}{2n\pi}\\ &=\sex{2n\pi+\cfrac{\pi}{2}-\cfrac{1}{2n\pi}} \cos\cfrac{1}{2n\pi}\cdot\sex{ \cfrac{1}{2n\pi+\cfrac{\pi}{2}-\cfrac{1}{2n\pi}} -\tan\cfrac{1}{2n\pi} }\\ &<\sex{2n\pi+\cfrac{\pi}{2}-\cfrac{1}{2n\pi}} \cos\cfrac{1}{2n\pi}\cdot\sex{ \cfrac{1}{2n\pi+\cfrac{\pi}{2}-\cfrac{1}{2n\pi}} -\cfrac{1}{2n\pi}}\\ &<0,\\ f\sex{2n\pi+\cfrac{\pi}{2}}&=1>0, \eea \eeex
我们有 \bexx2n\sex2nπ+π212nπ,2nπ+π2.\eex
同理, 由 \beex \bea &\quad f\sex{(2n+1)\pi+\cfrac{\pi}{2}-\cfrac{1}{(2n+1)\pi}}\\ &=-\cos\cfrac{1}{(2n+1)\pi} +\sez{(2n+1)\pi+\cfrac{\pi}{2}-\cfrac{1}{(2n+1)\pi}}\sin\cfrac{1}{(2n+1)\pi}\\ &=-\sez{(2n+1)\pi+\cfrac{\pi}{2}-\cfrac{1}{(2n+1)\pi}} \cos\cfrac{1}{(2n+1)\pi}\\ &\quad\cdot \sez{\cfrac{1}{(2n+1)\pi+\cfrac{\pi}{2}-\cfrac{1}{(2n+1)\pi}}-\tan\cfrac{1}{(2n+1)\pi}}\\ &>0,\\ &\quad f\sex{(2n+1)\pi+\cfrac{\pi}{2}}\\ &=-1<0 \eea \eeex
我们知 \bexx2n+1\sex(2n+1)π+π21(2n+1)π,(2n+1)π+π2.\eex
 

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