数学中,下面一不等式怎么证明来着?求解。
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1.当x=1时,
显然有:(x^2-1)lnx=(x-1)^2。
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2.当x>1时,
显然有:x^2+1>0,∴x^2+2x+1>2x,∴(x+1)^2>2x,
∴1/x>2/(x+1)^2,∴1/x-2/(x+1)^2>0,∴[lnx+2/(x+1)-1]′>0,
∴f(x)=lnx+2/(x+1)-1在(1,+∞)上是增函数,又f(1)=0,
∴在(1,+∞)上有:lnx+2/(x+1)-1>0,∴lnx>1-2/(x+1),
∴lnx>(x-1)/(x+1),∴(x-1)lnx>(x-1)^2/(x+1),
∴(x^2-1)lnx>(x-1)^2。
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3.当0<x<1时,
令y=1/x,则有:y>1,∴由2的结论,有:(y^2-1)lny>(y-1)^2,
∴(1/x^2-1)ln(1/x)>(1/x-1)^2,
∴(1-x^2)·(-lnx)>(1-x)^2,∴(x^2-1)lnx>(x-1)^2。
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综上1、2、3,得:当x>0时,有:(x^2-1)lnx>(x-1)^2。
显然有:(x^2-1)lnx=(x-1)^2。
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2.当x>1时,
显然有:x^2+1>0,∴x^2+2x+1>2x,∴(x+1)^2>2x,
∴1/x>2/(x+1)^2,∴1/x-2/(x+1)^2>0,∴[lnx+2/(x+1)-1]′>0,
∴f(x)=lnx+2/(x+1)-1在(1,+∞)上是增函数,又f(1)=0,
∴在(1,+∞)上有:lnx+2/(x+1)-1>0,∴lnx>1-2/(x+1),
∴lnx>(x-1)/(x+1),∴(x-1)lnx>(x-1)^2/(x+1),
∴(x^2-1)lnx>(x-1)^2。
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3.当0<x<1时,
令y=1/x,则有:y>1,∴由2的结论,有:(y^2-1)lny>(y-1)^2,
∴(1/x^2-1)ln(1/x)>(1/x-1)^2,
∴(1-x^2)·(-lnx)>(1-x)^2,∴(x^2-1)lnx>(x-1)^2。
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综上1、2、3,得:当x>0时,有:(x^2-1)lnx>(x-1)^2。
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