一道自认为超难的高中数学题
设函数f(x)=x^2e^(x-1)-1/3x^3-x^2,试用数学归纳法证明:当x∈(1,+∞)时,对于任意正整数n,e^(x-1)>x^n/n!...
设函数f(x)=x^2e^(x-1)-1/3x^3-x^2,试用数学归纳法证明:当x∈(1,+∞)时,对于任意正整数n,e^(x-1)>x^n/n!
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当n=1时
z(x) = e^(x-1) - x
z1(x) = e^(x-1) -1 (为z(x)的一阶导数)
当x∈(1,+∞)时
z1(x) 恒递增 所以z1(x)>z1(1)=0
所以z(x)恒递增
z(x)>z(1)=0
也就是e^(x-1)>x^n/n!在n=1时立
假充e^(x-1)>x^n/n!在n=k时成立
即e^(x-1) > x^k/k!
e^(x-1) - x^k/k! >0
则当n=k+1时
z(x) = e^(x-1)-x^(k+1)/(k+1)!
z1(x) = e^(x-1) - (k+1)x^k/(k+1)!
= e^(x-1) - x^k/k!>0
由上一步n=k时的结论
当x∈(1,+∞)时
z1(x)恒大于0
所以z(x)恒递增
所以z(x)>z(1)= 1 -1^(k+1)/(k+1)!=1-1/(k+1)!>0
所以e^(x-1)>x^(k+1)/(k+1)!
证毕,也许你对导数还不太熟悉,所以你会觉得难,由此也看出导数的重要性
z(x) = e^(x-1) - x
z1(x) = e^(x-1) -1 (为z(x)的一阶导数)
当x∈(1,+∞)时
z1(x) 恒递增 所以z1(x)>z1(1)=0
所以z(x)恒递增
z(x)>z(1)=0
也就是e^(x-1)>x^n/n!在n=1时立
假充e^(x-1)>x^n/n!在n=k时成立
即e^(x-1) > x^k/k!
e^(x-1) - x^k/k! >0
则当n=k+1时
z(x) = e^(x-1)-x^(k+1)/(k+1)!
z1(x) = e^(x-1) - (k+1)x^k/(k+1)!
= e^(x-1) - x^k/k!>0
由上一步n=k时的结论
当x∈(1,+∞)时
z1(x)恒大于0
所以z(x)恒递增
所以z(x)>z(1)= 1 -1^(k+1)/(k+1)!=1-1/(k+1)!>0
所以e^(x-1)>x^(k+1)/(k+1)!
证毕,也许你对导数还不太熟悉,所以你会觉得难,由此也看出导数的重要性
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