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证明题当x小于0时,1+xIn(x+更号下1+x²)大于更号下1+x²

答案:3  悬赏:80  手机版
解决时间 2021-04-07 19:30
  • 提问者网友:謫仙
  • 2021-04-07 12:01
证明题当x小于0时,1+xIn(x+更号下1+x²)大于更号下1+x²
最佳答案
  • 五星知识达人网友:末日狂欢
  • 2021-04-07 13:07
令f(x)=1+xIn(x+√1+x²﹚-√1+x²
f′﹙x﹚=㏑﹙x+√1+x²)
又x+√1+x²=1/﹙√1+x²-x)<1/﹙√1+x²﹚<1
所以x<0时,f′﹙x﹚<0恒成立,f(x)递减,又f(0)=0
所以x<0时,f(x)>0,原不等式成立
好像有点出人意料的顺利啊,不知道有没有错啊==
全部回答
  • 1楼网友:胯下狙击手
  • 2021-04-07 15:59
作差 求导
  • 2楼网友:不如潦草
  • 2021-04-07 14:21
下面给出的证明是用Cauchy中值定理来做的,如果没学过微分中值定理的话,等待其他高人给出初等数学的证明方法吧。
1.转化问题
1+ x ln ( x + √1+x² ) > √1+x² , x<0
即 ln ( x + √1+x² ) < [ √1+x² - 1] / x , x<0
2. 令 f(x) = ln ( x + √1+x² ) , g(x) = [ √1+x² - 1] / x
3.柯西(Cauchy)中值定理
设函数f(x),g(x)满足
⑴在闭区间[a,b]上连续;
⑵在开区间(a,b)内可导;
⑶对任一x∈(a,b)有g'(x)≠0,
则存在ξ∈(a,b),使得
[f(b)-f(a)]/[g(b)-g(a)]=f'(ξ)/g'(ξ)
4.对第二步中的f(x)和g(x)求导:
f'(x) = 1 / √1+x²
g‘(x)= [√1+x² - 1] / [x²√1+x²]
5.利用Cauchy中值定理,取a=x, b=0.
则 f(b)=f(0)=0, 注意g(0)本身是不存在的,但是,当x趋向于0时,limg(x)=0,此时不严格地,我们可以认为g(0)=0
f'(x)/g'(x) = x² / [√1+x² - 1] = 1+√1+x²
ξ∈(x, 0) , f'(ξ)/g'(ξ) = 1+√1+ξ² >1
[f(b)-f(a)]/[g(b)-g(a)] = [f(0)-f(x)]/[g(0)-g(x)] = f(x) / g(x) = f'(ξ)/g'(ξ) = 1+√1+ξ² >1
最后,由于x<0,所以g(x) = [ √1+x² - 1] / x <0 , 因此 f(x) < g(x)
命题得证。
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