设函数 $f(x)=x^3+\dfrac{1}{1+x}$,$x\in [0,1]$.证明:
【难度】
【出处】
2016年高考浙江卷(文)
【标注】
  • 知识点
    >
    数列
    >
    等比数列及其性质
    >
    等比数列的前n项和
  • 题型
    >
    不等式
    >
    恒成立与存在性问题
  1. $f(x)\geqslant 1-x+x^2$;
    标注
    • 知识点
      >
      数列
      >
      等比数列及其性质
      >
      等比数列的前n项和
    答案
    解析
    只需要证明$$1-x+x^2-x^3\leqslant \dfrac{1}{1+x}.$$因为$$1-x+x^2-x^3=\dfrac{1-x^4}{1+x}\leqslant \dfrac{1}{1+x},$$因此原命题得证.
  2. $\dfrac 34<f(x)\leqslant \dfrac 32$.
    标注
    • 题型
      >
      不等式
      >
      恒成立与存在性问题
    答案
    解析
    注意到右侧不等式当 $x=1$ 时取得等号,因此证明如下:$$x^3+\dfrac 1{1+x}\leqslant x+\dfrac{1}{1+x},$$而右侧函数在 $x\in [0,1]$ 上单调递增,于是右侧不等式得证.
    再证明左侧不等式,由第 $(1)$ 小题的结果可得$$x^3+\dfrac{1}{1+x}\geqslant x^2-x+1=\left(x-\dfrac 12\right)^2+\dfrac 34\geqslant \dfrac 34,$$两个不等号取等的条件分别为 $x=0$ 和 $x=\dfrac 12$,无法同时取得.左侧的不等式得证.
    综上所述,原不等式得证.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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