题目内容

阅读不等式5x≥4x+1的解法:
解:由5x≥4x+1,两边同除以5x可得1≥(
4
5
)x+(
1
5
)x

由于0<
1
5
4
5
<1
,显然函数f(x)=(
4
5
x+(
1
5
x在R上为单调减函数,
f(1)=
4
5
+
1
5
=1
,故当x>1时,有f(x)=(
4
5
x+(
1
5
x<f(x)=1
所以不等式的解集为{x|x≥1}.
利用解此不等式的方法解决以下问题:
(1)解不等式:9x>5x+4x
(2)证明:方程5x+12x=13x有唯一解,并求出该解.
分析:(1)根据阅读内容提供的方法,设f(x)=(
5
9
)
x
+(
4
9
)
x
,将不等式变形并利用f(x)的单调性和f(1)=1,即可求出原不等式的解集;
(2)方程的两边同除以13x,得(
5
13
x+(
12
13
x=1,利用函数g(x)=(
5
13
)
x
+(
12
13
)
x
的单调性和g(2)=1,即可证出原方程有唯一解x=2.
解答:解:(1)由9x>5x+4x,两边同除以9x可得1≥(
5
9
)
x
+(
4
9
)
x

0<
4
9
5
9
<1
,∴函数f(x)=(
5
9
)x+(
4
9
)x
在R上为单调减函数,
f(1)=
4
9
+
5
9
=1

∴当x>1时,f(x)=(
5
9
)
x
+(
4
9
)
x
<f(1)=1,
因此,原不等式的解集为{x|x>1}.
(2)方程有唯一解x=2,证明如下:
将方程两边同除以13x,可得(
5
13
x+(
12
13
x=1,
0<
5
13
12
13
<1
,可得函数g(x)=(
5
13
x+(
12
13
x在R上为单调减函数,
g(2)=(
5
13
)
2
+(
12
13
)
2
=1

∴当x>2时,g(x)=(
5
13
x+(
12
13
x<g(2),即(
5
13
x+(
12
13
x<1;
且当x<2时,g(x)=(
5
13
x+(
12
13
x>g(2),(
5
13
x+(
12
13
x>1.
由此可得,有且仅有x=2能使等式成立,即x=2为方程5x+12x=13x的唯一解.
点评:本题给出解关于x的指数方程的例题,要求我们根据该例题解关于x的指数方程和不等式.着重考查了指数函数的单调性和类比推理的一般方法等知识,属于中档题.
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