求证:$\sin x > x - \dfrac{{{x^3}}}{6}$,$x \in \left( {0 , \dfrac{{{\pi }}}{2}} \right)$.
【难度】
【出处】
2010年南开大学自主招生保送生测试
【标注】
  • 题型
    >
    微积分初步
    >
    函数不等式的证明
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    利用导数研究函数的性质
    >
    利用导数研究函数的单调性
【答案】
【解析】
令 $f\left( x \right) = \sin x - x + \dfrac{{{x^3}}}{6}$,$x \in \left( {0 ,\dfrac{{{\pi }}}{2}} \right)$,则\[\begin{split}&f'\left( x \right) = \cos x - 1 + \dfrac{1}{2}{x^2},\\&f''\left( x \right) = - \sin x + x,\\&f'''\left( x \right) = 1 - \cos x.\end{split}\]因为 $1 - \cos x > 0$ 且 $ f'''\left( 0 \right) = 0$,所以当 $x \in \left( {0,\dfrac{{{\pi }}}{2}} \right)$ 时,$f''\left( x \right) > 0$.因为 $f'\left(0 \right) = 0 $,所以当 $ x \in \left( {0 ,\dfrac{{{\pi }}}{2}} \right)$ 时,$ f'\left(x \right)> 0$,又因为 $f\left( 0 \right) = 0$,所以当 $x \in \left( {0,\dfrac{{{\pi }}}{2}} \right)$ 时,$f\left( x \right) > 0$,也即$$ \sin x > x - \dfrac{{{x^3}}}{6}.$$
答案 解析 备注
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