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导数在不等式证明中的一些应用(2)

时间:2020-08-15 09:59来源:毕业论文
因为 ,要证 就是要证明 在定义区间上为严格单调递减函数. 而 .因为 故 . 所以 . 因而在 内恒有 , 所以 在区间 内严格递减. 又因为 ,可知 . 即 . 所以 2.2 利

    因为 ,要证 就是要证明 在定义区间上为严格单调递减函数. 

而 .因为      故 .

所以  .

因而在 内恒有 ,

所以 在区间 内严格递减.

又因为 ,可知 .

即 .

所以 

2.2 利用函数的最值证明不等式

如果 是函数 在某区间上的最大(小)值,则有 (或 ),那么要证不等式 (或 ),只要求函数的最大值不超过0(或最小值不少于0),就可得证.

例2 证明:当 时, .

为了利用函数最值来证明此题,不妨将不等式的右边变形为 .构造函数 .那么要证明 .即证明 在区间 上的最大值都小于等于0. 而函数 的最值问题又可以通过导数来判断.

     ,则 . .源/自:优尔:`论~文'网www.youerw.com

    当 时, ,当 时, .

   从而 在 处取得最大值,有 ,又因为 .

   所以  .不等式右边得证.

   同样的道理,对于不等式的左边,可将不等式变形为 .

   构造函数 ,此时不等式证明将转化为证明 在 上的

最小值都大于等于0.而函数 的最值问题又可以通过导数来判断.

    则 = . 

   当x∈(-1,0)时, <0,当x∈(0,+∞)时, >0.  

   因而当 时, ≥ ,即  ≥0.

   所以  .不等式右边得证.

   综上可知,当 时,有 .   

2.3 利用泰勒公式证明不等式

对于一般函数 ,设它在点 存在直到 阶的导数.由这些导数构成一个 次多项式

称为函数 在点 处的泰勒(Taylor)多项式, 的各项系数 称为泰勒系数.

定理3  若函数 在 上存在存在直至 阶的连续导数,在 内存在 导函

数,则对任意给定的 ,  ,至少存在一点,使得

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