求证:对任意正整数 $n$ 和正实数 $c$,均存在 $x_0$,使得当 $x>x_0$ 时,有 ${\rm e}^x>cx^n$.
【难度】
【出处】
【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
    >
    导数问题中的技巧
    >
    进阶放缩
【答案】
【解析】
我们熟知当 $x>0$ 时,有$${\rm e}^x-x-1>0.$$于是取积分(以下默认 $x>0$),有$$\int_0^x\left({\rm e}^x-x-1\right){\rm d}x>0,$$也即$${\rm e}^x-\dfrac 12x^2-x-1>0,$$进而有$$\int_0^x\left({\rm e}^x-\dfrac 12x^2-x-1\right){\rm d}x>0,$$也即$${\rm e}^x-\dfrac {1}{3!}x^3-\dfrac{1}{2!}x^2-x-1>0,$$以此类推,可得$${\rm e}^x-\dfrac{1}{(n+1)!}x^{n+1}-\dfrac {1}{n!}x^n-\cdots -x-1>0,$$从而$${\rm e}^x>\dfrac{1}{(n+1)!}x^{n+1}.$$这样可以得到对任意正整数 $n$ 和正实数 $c$,取 $x_0=(n+1)!\cdot c$,就有 $x>x_0$ 时,有$${\rm e}^x>\dfrac{1}{(n+1)!}x\cdot x^n>\dfrac{1}{(n+1)!}x_0\cdot x^n=cx^n$$成立,因此原命题得证.
答案 解析 备注
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