diff --git a/素材/微分中值定理的不等式问题.md b/素材/微分中值定理的不等式问题.md index 99f4c6b..b56c11e 100644 --- a/素材/微分中值定理的不等式问题.md +++ b/素材/微分中值定理的不等式问题.md @@ -15,11 +15,9 @@ ### 法二:直接对所得结果进行放缩 -## 例一 -设 $e < a < b < e^2$,证明: -$$ -\ln^2 b - \ln^2 a > \frac{4}{e^2}(b-a). -$$ +>[!example] 例1 +设 $e < a < b < e^2$,证明:$$ +\ln^2 b - \ln^2 a > \frac{4}{e^2}(b-a).$$ **证明**: 考虑函数 $f(x) = \ln^2 x$,则 $f(x)$ 在 $[a,b]$ 上连续,在 $(a,b)$ 内可导。由拉格朗日中值定理,存在 $\xi \in (a,b)$,使得 @@ -44,11 +42,9 @@ $$ \ln^2 b - \ln^2 a > \frac{4}{e^2}(b-a). $$ 证毕。 -## 例2 -设 $a > e$,$0 < x < y < \dfrac{\pi}{2}$,证明: -$$ -a^y - a^x > (\cos x - \cos y) \cdot a^x \ln a. -$$ +>[!example] 例2 +设 $a > e$,$0 < x < y < \dfrac{\pi}{2}$,证明:$$ +a^y - a^x > (\cos x - \cos y) \cdot a^x \ln a.$$ **证明**: 令 $f(t) = a^t$,则 $f(t)$ 在 $[x, y]$ 上连续,在 $(x, y)$ 内可导。由拉格朗日中值定理,存在 $\xi \in (x, y)$,使得 @@ -57,11 +53,9 @@ $$ $$ $$\frac{a^\xi \ln a}{\sin \xi }>a^\xi \ln a>a^x \ln a$$ 证毕 -## 例3 -证明:当 $x>0$ 时, -$$ -\frac{\arctan x}{\ln(1+x)} \leq \frac{1+\sqrt{2}}{2}. -$$ +>[!example] 例3 +证明:当 $x>0$ 时,$$ +\frac{\arctan x}{\ln(1+x)} \leq \frac{1+\sqrt{2}}{2}.$$ **证明**: 考虑函数 $f(t) = \arctan t$ 与 $g(t) = \ln(1+t)$,两者在 $[0, x]$ 上连续,在 $(0, x)$ 内可导,且 $g'(t) = \frac{1}{1+t} \neq 0$。由柯西中值定理,存在 $\xi \in (0, x)$,使得 @@ -88,16 +82,9 @@ $$ $$ 等号在 $\xi = \sqrt{2} - 1$ 时成立,即存在 $x > 0$ 使等号成立。证毕。 -## 例3 - +>[!example] 例4 (1) 证明:存在 $\theta \in (0, 1)$ 使得 $\ln(1+x) - \ln\left(1+\frac{x}{2}\right) = \frac{x}{2+(1+\theta)x}, \, x > 0$; -(2) 证明不等式 -$$ -\left(1+\frac{1}{n}\right)^{n+1} < e\left(1+\frac{1}{2n}\right), -$$ -其中 $n$ 为正整数。 - -## 解答 +(2) 证明不等式 $$\left(1+\frac{1}{n}\right)^{n+1} < e\left(1+\frac{1}{2n}\right),$$ 其中 $n$ 为正整数。 **证明** (1)对 $x > 0$ 定义函数 $f(t) = \ln(1+t), t \in \left[\frac{x}{2}, x\right]$,