求证:$x-\ln x-\dfrac{\ln x}x-\dfrac 12>0$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    放缩
    >
    切割线放缩法
  • 题型
    >
    微积分初步
    >
    函数不等式的证明
【答案】
【解析】
原不等式即$$\ln x<\dfrac{x\left(x-\dfrac 12\right)}{x+1}=x-\dfrac 32+\dfrac{3}{2(x+1)},$$于是当 $x<2$ 时,有$$x-\dfrac 32+\dfrac{3}{2(x+1)}>x-1\geqslant \ln x.$$当 $x\geqslant 2$ 时,考虑到对勾函数 $g(x)=x-\dfrac 32+\dfrac{3}{2(x+1)}$ 下凸,因此取其在 $x=1$ 处的切线,我们有辅助不等式$$x-\dfrac 32+\dfrac{3}{2(x+1)}\geqslant \dfrac 58(x-1)+\dfrac 14=\dfrac 58x-\dfrac 38,$$辅助不等式的证明从略.进而有当 $x\geqslant 2$ 时,$$\dfrac 58x-\dfrac 38>\dfrac{1}{\rm e}x\geqslant \ln x,$$因此原不等式亦成立.
综上所述,原不等式得证.
答案 解析 备注
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