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第1967题:同理可证



[证明]:对于任意实数 xx ,都有 xx2<1e x-x^2<\dfrac{1}{\mathrm{e}}


[证]:令F(x)=1eF(x)=\dfrac{1}{\mathrm{e}} x+x2-x +x^2


F(x)=1+2xF'(x)=-1+2x ,令 F(x)=0F'(x)=0 得驻点 x=12x=\dfrac{1}{2}


F(x)=2>0F''(x)=2>0


所以 F(12)F(\dfrac{1}{2}) 为函数 F(x)F(x) 的最小值


F(12)=F(\dfrac{1}{2})= 1e12+14\dfrac{1}{\mathrm{e}} -\dfrac{1}{2} +\dfrac{1}{4}


=1e14>0=\dfrac{1}{\mathrm{e}} -\dfrac{1}{4}>0


所以对任意的 xx 都有


F(x)F(12)>0F(x) \geqslant F(\dfrac{1}{2})>0


1ex+x2>0\dfrac{1}{\mathrm{e}} -x +x^2>0


得证.


本题证明中的某些步骤,和常数 e\mathrm{e} 无关,用同样的方法,我们还可以证明:



A. xx2<1πx-x^2<\dfrac{1}{\pi}


B. xx2<122x-x^2<\dfrac{1}{2\sqrt{2}}


C. xx2<φx-x^2<\varphi  (φ=512)(\varphi=\dfrac{\sqrt{5}-1}{2})


D. xx2<132x-x^2<\dfrac{1}{3\sqrt{2}}


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