求满足导数关系的正整数a:函数f(x)=(60073-x¹⁰)^(1/10)问题
竞赛风格简便解法:利用自反函数性质
嘿,这个问题不用硬算导数,用自反函数的核心性质就能秒解,完全适配竞赛里找巧劲的需求!
步骤1:识别函数的自反性
先观察给定函数$$f(x)=(60073-x{10}){1/10}$$的特点:
- 计算复合函数
f(f(x)):
因为$$(f(x)){10}=60073-x{10}$$,代入后:
$$f(f(x))=\left[60073 - (f(x)){10}\right]{1/10}=\left[60073 - (60073-x{10})\right]{1/10}=(x{10}){1/10}=x$$
(由于题目中a是正整数,我们只考虑正根,无需处理负根情况) - 这说明f(x)是自反函数,它的图像关于直线
y=x对称。
步骤2:利用自反函数的导数性质
对于自反函数有个关键结论:
若点$$(b, f(b))$$在函数图像上,则对称点$$(f(b), b)$$也在图像上,且这两个点的导数互为倒数:$$f'(b) = \frac{1}{f'(f(b))}$$
题目中给出$$f'(2)=\frac{1}{f'(a)}$$,和上面的结论对比,直接可得:$$a=f(2)$$
步骤3:计算f(2)的值
- 先算$$2^{10}=1024$$
- 代入得$$60073-1024=59049$$
- 注意到$$3{10}=59049$$(验证:$$35=243$$,$$243^2=59049$$)
- 所以$$f(2)=(59049)^{1/10}=3$$
最终得出a的值为3。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者user517784
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