已知 $x>0$,求证:${\rm e}^x>x^2+\dfrac{5x}7+1$.
【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
    >
    微积分补充知识
    >
    泰勒展开
【答案】
【解析】
考虑函数 $\varphi(x)=\left(x^2+\dfrac57x+1\right){\rm e}^{-x}$,其导函数$$\varphi'(x)=-{\rm e}^{-x}\left(x-1\right)\left(x-\dfrac 27\right),$$于是 $\varphi(x)$ 在 $\left(0,\dfrac 27\right)$ 上单调递减,在 $\left(\dfrac 27,1\right)$ 上单调递增,在 $\left(1,+\infty\right)$ 上单调递减,因为 $\varphi(0)=1$,于是只需要 $\varphi(1)<1$,即 ${\rm e}>\dfrac {19}7$,也即 $\ln\dfrac{19}7<1$.我们熟知$$\ln\dfrac{1+x}{1-x}<2\left(x+\dfrac 13x^3+\dfrac 15\cdot \dfrac{x^5}{1-x^2}\right),-1<x<1,$$令 $x=\dfrac{6}{13}$,可得$$\ln\dfrac{19}7<\dfrac{1459932}{1461005}<1,$$于是原命题得证.
答案 解析 备注
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