设函数f(x)=1- e^-x,证明当x>-1时有f(x)≥x/x+1?
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(1)当x>-1时,f(x)≥xx+1当且仅当ex≥1+x
令g(x)=ex-x-1,则g'(x)=ex-1
当x≥0时g'(x)≥0,g(x)在[0,+∞)是增函数
当x≤0时g'(x)≤0,g(x)在(-∞,0]是减函数
于是g(x)在x=0处达到最小值,因而当x∈R时,g(x)≥g(0)时,即ex≥1+x
所以当x>-1时,f(x)≥xx+1
(2)由题意x≥0,此时f(x)≥0
当a<0时,若x>-1a,则xax+1<0,f(x)≤xax+1不成立;
当a≥0时,令h(x)=axf(x)+f(x)-x,则
f(x)≤xax+1当且仅当h(x)≤0
h'(x)=af(x)+axf'(x)+f'(x)-1=af(x)-axf(x)+ax-f(x)
(i)当0≤a≤12时,由(1)知x≤(x+1)f(x)
h'(x)≤af(x)-axf(x)+a(x+1)f(x)-f(x)
=(2a-1)f(x)≤0,
h(x)在[0,+∞)是减函数,h(x)≤h(0)=0,即f(x)≤xax+1
令g(x)=ex-x-1,则g'(x)=ex-1
当x≥0时g'(x)≥0,g(x)在[0,+∞)是增函数
当x≤0时g'(x)≤0,g(x)在(-∞,0]是减函数
于是g(x)在x=0处达到最小值,因而当x∈R时,g(x)≥g(0)时,即ex≥1+x
所以当x>-1时,f(x)≥xx+1
(2)由题意x≥0,此时f(x)≥0
当a<0时,若x>-1a,则xax+1<0,f(x)≤xax+1不成立;
当a≥0时,令h(x)=axf(x)+f(x)-x,则
f(x)≤xax+1当且仅当h(x)≤0
h'(x)=af(x)+axf'(x)+f'(x)-1=af(x)-axf(x)+ax-f(x)
(i)当0≤a≤12时,由(1)知x≤(x+1)f(x)
h'(x)≤af(x)-axf(x)+a(x+1)f(x)-f(x)
=(2a-1)f(x)≤0,
h(x)在[0,+∞)是减函数,h(x)≤h(0)=0,即f(x)≤xax+1
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