证明不等式 e^x≥x^e 对于任意的 x∈R+ 恒成立。
方法越多越好。加点难度:求满足条件的a的值:a^x≥x^a对于任意的x∈R+恒成立,且a为正实数。...
方法越多越好。
加点难度:求满足条件的a的值: a^x≥x^a 对于任意的 x∈R+ 恒成立,且a为正实数。 展开
加点难度:求满足条件的a的值: a^x≥x^a 对于任意的 x∈R+ 恒成立,且a为正实数。 展开
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两边取底为a对数(这里记为lg)
等价于x>=algx
等价于x/lgx>=a恒成立
用换底公式有lna*(x/lnx)>=a
先构造函数f(x)=x/lnx
求导f'(x)=(lnx-1)/(lnx)^2
所以f(x)在(0,e]减函数,[e,正无穷)增函数
下面分类讨论,
a=1显然不成立
Case1:
a>1,则lna>0
等价于x/lnx>=a/lna
而x/lnx>=f(e)=e
所以e>=a/lna,又a/lna>=e
所以a/lna=e 所以 a=e
Case2:a<1,lna<0
于是有x/lnx<=a/lna,但x/lnx无最大值(趋于无穷),这显然不是恒成立的
综上,a=e
等价于x>=algx
等价于x/lgx>=a恒成立
用换底公式有lna*(x/lnx)>=a
先构造函数f(x)=x/lnx
求导f'(x)=(lnx-1)/(lnx)^2
所以f(x)在(0,e]减函数,[e,正无穷)增函数
下面分类讨论,
a=1显然不成立
Case1:
a>1,则lna>0
等价于x/lnx>=a/lna
而x/lnx>=f(e)=e
所以e>=a/lna,又a/lna>=e
所以a/lna=e 所以 a=e
Case2:a<1,lna<0
于是有x/lnx<=a/lna,但x/lnx无最大值(趋于无穷),这显然不是恒成立的
综上,a=e
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e=[1+(1/x)]^x=2.71828.....
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