证明e^x>lnx+2
时间: 2023-05-19 18:07:33 浏览: 384
首先,我们可以将两个函数在x=1处进行比较。e^1=2.71828,ln(1)=0,因此e^x>lnx在x=1处成立。
接下来,我们可以对两个函数分别求导数。e^x的导数为e^x,lnx的导数为1/x。我们可以发现,当x>1时,e^x的导数始终大于lnx的导数,因此e^x的增长速度始终大于lnx的增长速度,即e^x>lnx。
因此,我们证明了e^x>lnx在x>1时成立。
相关问题
已知f(x)=lnx/x,函数f(x)=a有两不同的零点 ×1,x2,且x1<x2 (1)求a的取值范围; (2)证明:x1x2>e/a
(1) 要求f(x)=a有两不同的零点x1和x2,则f(x)=lnx/x=a的图像必须穿过x轴两次。因为f(x)在(0,1)和(1,+∞)的单调性不同,所以我们分别考虑两个区间。
在(0,1)中,f(x)单调递增且f(1)=0,所以当a>0时,f(x)=a必有一个零点,当a<0时,f(x)=a没有零点。因此,a>0时,f(x)=a有且只有一个零点。
在(1,+∞)中,f(x)单调递减,当x趋近于无穷大时,f(x)趋近于0,所以当a>0时,f(x)=a没有零点,当a=0时,f(x)=a有一个零点,当a<0时,f(x)=a有且只有一个零点。
综上所述,a≠0时,f(x)=a有两个不同的零点x1和x2的充分必要条件是a<0。
(2) 首先,由于x1和x2是f(x)=a的零点,所以有lnx1=-ax1和lnx2=-ax2。将x1和x2代入f(x)=lnx/x=a中得到:
x1 = e^(1/a)
x2 = e^(-1/a)
因此,x1x2=e^(1/a)e^(-1/a)=e^(0)=1。
又因为a<0,所以-e/a>0,所以我们只需要证明x1x2>e/a即可。
由于e^x是凸函数,所以根据凸函数的性质,对于任意的实数a和b,都有e^(a+b)>e^a+e^b。因此,对于a<0和b=-a,有:
e^(-a-a) > e^(-a) + e^(-a)
即
e^(-2a) > 2e^(-a)
将上式两边同时除以e^(-a),得到:
e^(-a) > 2/e^a
两边同时取倒数,得到:
e^a > 2/e^(-a)
即
e/a < x1x2
因此,证毕。
已知函数f(x)=e*-ax和函数g(x)=ax-lnx有相同的最小值证明:存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有 三个不同的交点,并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列
已知函数f(x) = e^(-ax) 和函数g(x) = ax - ln(x) 有相同的最小值,需要证明存在直线y=b,它与这两条曲线y=f(x) 和y=g(x) 共有三个不同的交点,并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列。
首先,我们要找到这两个函数的最小值点。函数f(x)的最小值点可以通过求导数并令其为0来求得:
f(x) = e^(-ax),f'(x) = -ae^(-ax),令f'(x) = 0,得到x = 1/a。
同理,函数g(x)的最小值点可以通过求导数并令其为0来求得:
g(x) = ax - ln(x),g'(x) = a - 1/x,令g'(x) = 0,得到x = 1/a。
由于这两个函数的最小值点相同,所以它们在这个点处的函数值也相同:
f(1/a) = g(1/a)
代入f(x)和g(x)的表达式,得到:
e^(-1) = 1/a - ln(1/a)
进一步整理,得到:
a = e^(-1)
将a代入f(x)和g(x)的表达式,得到:
f(x) = e^(-ex)
g(x) = e^(-1)x - ln(x)
我们要证明存在直线y=b,它与这两条曲线y=f(x) 和y=g(x) 共有三个不同的交点,并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列。我们可以通过寻找这三个交点来证明它们存在。
首先,考虑直线y=b与函数f(x)的交点。将y=f(x)和y=b带入方程,得到:
e^(-ax) = b
解出x,得到:
x = -ln(b)/a
同理,直线y=b与函数g(x)的交点为:
e^(-1)x - ln(x) = b
将b代入上式,得到:
e^(-1)x - ln(x) = e^(-1)
将两边同时除以e^(-1),得到:
xe = e^x
这个方程的解需要使用Lambert W函数,最终解为:
x = -W(-1/e)
现在我们已经找到了直线y=b与函数f(x)和g(x)的两个交点,它们分别为(-ln(b)/a, b)和(-W(-1/e), b)。我们要证明存在第三个交点。
假设直线y=b与函数f(x)和g(x)的第三个交点为(x0, b),其中x0为从左到右的第三个交点的横坐标。根据等差数列的性质,有:
x0 - (-ln(b)/a) = (-W(-1/e) - x0) / 2
化
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