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:751:`论~文'网www.751com.cn
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