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[对应学生用书P20]
1.当m≥1时,证明:nx十mex-sinx>1恒成立.
证明由题意可知,设函数gx)=lnx十mex-sinx-l,定义域为rc)Aavs4 alcol(0,
十o,
先证明lnx十exx-sinx-l>0,
令hx)=ex+lnx-sinx-l,
h(x)=ex-m x-Ircv)naws4lallcol(x-In x+1)+x-sinx,
令fx)=e-x-1,其中x∈R,则fx)=e-1,
当x<0时,x)<0,此时函数x)单调递减,
当x>0时,fx)>0,此时函数x)单调递增,
所以,f)≥0)=0,即e-x-1≥0,
所以,e-血x-rcy(aws-4 allcol(c-lnx+l)=ex-血x-rey(aws-4 allcol(-lnx划-1≥0,
设px)=x-sinx,其中x>0,则p'x)=1一cosx≥0且p'(x)不恒为零,
所以,px)在rc)0aws4 allcol(0,十oo)上为增函数,故当>0时,px)>p(O)=0,
所以,e-血x-x+nx-1+x-sinx>0,
因为m≥1,故gx)≥hx)>0,故原不等式得证,
2.已知函数fx)=(x+1)(e-2)+1x-sinx
(1)试结合e≥x+1和lnx≤x-l,证明:xe>x-1x+2;
(2)求证:x∈(0,+∞),fx)>0
证明(I)xe=ex+lnx≥x十lnx+l,当且仅当x+nx=0时等号成立.
由lnx≤x一1,得ln1x≤1x一1,即lnx≥一1x+1,当且仅当x=1时等号成立.故xe
>x-1x+2
(2)因为e≥x+1,xe>x-lx+2,
所以x+1)e>2x-1x+3.
因为sinx≤1,所以2x-1x+3≥2x+2-lx+sinx,即x+1)ex>2x+2-lx+sinx,
从而x+1)(ex-2)+1x-sinx>0,即fx)>0.
3.已知函数fw)=xlnx十a+b在(1,1)处的切线为2x-2y-1=0
(1)求x)的单调区间与最小值:
(2)求证:er+lnx>cosx十simx-lx
解析(1)fx)=1+lnx十a,则有f(1)=1+a=1,得a=0.
又2-21)-1=0,所以f1)=a+b=12,
得b=12
fx)=x Inx+12,f(x)=1+Inx,
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当x∈laws4 alcol(0,f1e)时,(x)≤0,fx)单调递减:
当x∈lavs4 alcol(f1e,+oo时,fx)>0,fx)单调递增,
所以fx)的单调递减区间为aws4 allcol(0,f1e》,单调递增区间为aws4 allcol(f1e,
+oo),fx)min-=falvs4\alcol((le))=12-1e
(2)证明令gx)=x-sinx,x>0,g')=1-cosx≥0,gx)单调递增,所以g)>g(0)
=0,
所以当x>0时,x>sinx.
令h(x)=ex-x-l,x>0,h'(x)=ex-1>0,hx)单调递增,所以h(x)>h(O)=0,所以当x
>0时,e>x十1
要证e+lnx>cosx+sinx一lx,由-1≤cosx≤l,x>sinx,及e>x+l,得e+lnx
>x+1+Inx,cosx+sinx-lx<1+1-Ix=2-Ix,
故要证原不等式成立,只需证x+1+lnx>2-lx,
即证x2-x+1+xlnx>0.
由(1)可得xlnx≥-1e,且x2-x+1≥34,
所以x2-x十1+xlnx>34-le>0,则原不等式成立.
4.已知函数fx)=ln(1+x),g(x)=ax2+x
(1)当x>一1时,x)≤gx),求实数a的取值范围;
(2)己知n∈N*,证明:sin In+1+sin In+2++sin12<ln2
解析(1)令h(x)=ln(c+1)-x(x>-1),则h)=1x+1-1=-xx十1,
当一1<x<0时,h(x)>0,则函数h(x)在(一1,0)上单调递增,
当x>0时,h(x)<0,则函数h(x)在(0,+∞)上单调递减,
所以hx)max=h(O)=0,即ln(c+1)≤x,
所以当a≥0时,lnc+1)≤x≤ac2+x,
即x)≤g),
当a<0时,取xo=-1a>0,
由于ln(1+xo)>n1=0,而ax20+xo=aavs4 alcol(-f1a)2-1a=0,得n(co+1)
>ax20+xox
故fo)>gco),不合乎题意.
综上所述,a的取值范围为[0,十∞),
(2)证明当a=0时,由(1)可得ln(c+1)≤x,则lnx≤x一1,
可得lnlx≤Ix-l,即-lnx≤lx-l,
即lnx≥1-lx(x>1),
令lt=1-lx,所以x=t-1,所以nt-1≥lt,
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即lnt-ln(t-l)≥l(t>l),
所以ln+k≤lnn+-lnn+k-1),k∈{0,l,2,…,n},
令g)=x-sinx(x>0),则gx)=1-cosx≥0,
且g(x)不恒为零,
所以函数gx)在(0,+∞)上单调递增,故gx)>g(O)=0,则sinx<x(c>0),
所以sin In-+k<ln+k≤ln(n+-ln(n+k-1),k∈{0,l,2,,n},
所以sin In-+1+sin In-+2++sin12m<[ln(n+l)-nn]+[n(n+2)-n(n+1)]+…+
[In (2n)-In (2n-1)]=In (2n)-In n=In 2nn=In 2
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