GIẢI TÍCH - TOÁN 12 NÂNG CAO

Bài 8 trang 8 SGK Đại số và Giải tích 12 Nâng cao

Lựa chọn câu hỏi để xem giải nhanh hơn
LG a
LG b
LG c

Chứng minh các bất đẳng thức sau:

Lựa chọn câu hỏi để xem giải nhanh hơn
LG a
LG b
LG c

LG a

\(\sin x < x\) với mọi \(x > 0,\sin x > x\) với mọi \(x < 0\)

Lời giải chi tiết:

Xét hàm số \(f\left( x \right) = x - \sin x\) liên tục trên nửa khoảng \(\left[ {0;{\pi  \over 2}} \right)\)

Đạo hàm \(f'\left( x \right) = 1 - \cos x > 0\) với mọi \(x \in \left( {0;{\pi  \over 2}} \right)\).

Do đó hàm số đồng biến trên \(\left[ {0;{\pi  \over 2}} \right)\)

Từ đó với mọi \(x \in \left( {0;{\pi  \over 2}} \right)\) ta có:

\(f\left( x \right) > f\left( 0 \right) = 0 \)

\(\Rightarrow x - \sin x > 0\,\,\forall x \in \left( {0;{\pi  \over 2}} \right)\).

\( \Leftrightarrow x > \sin x,\forall x \in \left( {0;\frac{\pi }{2}} \right)\)

Với \(x \ge {\pi  \over 2}\) thì \(x > 1 \ge \sin x\).

Vậy \(\sin x < x\) với mọi \(x > 0\)

Xét hàm số f(x) = x – sin x trên \(\left( { - \frac{\pi }{2};0} \right]\)

Đạo hàm f’(x) = 1 - cos x > 0 \(\forall x \in \left( { - \frac{\pi }{2};0} \right)\)

Do đó hàm số đồng biến trên \(\left( { - \frac{\pi }{2};0} \right]\)

⇒ f(x) < f(0) hay x- sin x < 0

\( \Leftrightarrow x < \sin x,\forall x \in \left( { - \frac{\pi }{2};0} \right]\)

+ Hiển nhiên: x < sin x với mọi \(x \le  - \frac{\pi }{2}\)

(vì \(x \le  - \frac{\pi }{2} <  - 1 \le \sin x\))

Do đó x < sin x với mọi x < 0.

Cách giải thích khác:

* Với mọi \(x<0\), áp dụng chứng minh ở trường hợp x > 0 ta có:

\(\sin \left( { - x} \right) <  - x \) (do x < 0 thì -x > 0)

\(\Rightarrow  - \sin x <  - x \Rightarrow \sin x > x\)

Vậy \(\sin x > x\) với mọi \(x<0\).

LG b

\(\cos x > 1 - {{{x^2}} \over 2}\) với mọi \(x \ne 0\)

Lời giải chi tiết:

Hàm số \(g\left( x \right) = \cos x + {{{x^2}} \over {2 }}-1\) liên tục trên \(\left[ {0; + \infty } \right)\) và có đạo hàm \(g'\left( x \right) = x - \sin x\)

Theo câu a) \(g'\left( x \right) > 0\) với mọi \(x>0\) nên hàm số g đồng biến trên \(\left[ {0; + \infty } \right)\), khi đó ta có

\(g\left( x \right) > g\left( 0 \right) = 0\) với mọi \(x>0\), tức là \(\cos x + {{{x^2}} \over 2} - 1 > 0\) với mọi \(x>0\)

hay \(\cos x > 1 - {{{x^2}} \over 2}\) với mọi \(x>0\) (1)

Với mọi x < 0 thì -x > 0 nên theo (1) ta có:

\(\cos \left( { - x} \right) > 1 - {{{{\left( { - x} \right)}^2}} \over 2}\)

\(\Leftrightarrow \cos x > 1 - \,{{{x^2}} \over 2}\) với mọi \(x < 0\)

 

Vậy \(\cos x > 1 - \,{{{x^2}} \over 2}\) với mọi \(x \ne 0\).

Cách khác:

g’(x) = x – sin x

g'(x)=0 \(\Leftrightarrow\) x- sin x = 0

⇔ x = 0

Theo câu a ta có bảng biến thiên:

Từ bbt ta thấy \(g\left( x \right) > 0,\forall x \ne 0 \) \(\Leftrightarrow \cos x > 1 - \frac{{{x^2}}}{2},\forall x \ne 0\)

LG c

\(\sin x > x - {{{x^3}} \over 6}\) với mọi \(x > 0\); \(\sin x < x - {{{x^3}} \over 6}\) với mọi \(x<0\).

Lời giải chi tiết:

Hàm số \(h\left( x \right) = \sin x - x + {{{x^3}} \over 6}\) có đạo hàm \(h'(x) = \cos x - 1 + {{{x^2}} \over 2} > 0\) với mọi \(x \ne 0\) (câu b)

Do đó \(h\) đồng biến trên \(\mathbb R\) nên ta có:

\(h\left( x \right) > h\left( 0 \right) = 0,\forall x > 0\) và \(h\left( x \right) < h\left( 0 \right) = 0,\forall x < 0\)

Từ đó suy ra: \(\sin x > x - {{{x^3}} \over 6}\) với mọi \(x>0\)

\(\sin x < x - {{{x^3}} \over 6}\)với mọi \(x<0\)

Fqa.vn
Bình chọn:
0/5 (0 đánh giá)
Báo cáo nội dung câu hỏi
Bình luận (0)
Bạn cần đăng nhập để bình luận
Bạn chắc chắn muốn xóa nội dung này ?
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019 Email: info@fqa.vn
Location Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Ô Chợ Dừa, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.
Tải ứng dụng FQA
Người chịu trách nhiệm quản lý nội dung: Nguyễn Tuấn Quang Giấy phép thiết lập MXH số 07/GP-BTTTT do Bộ Thông tin và Truyền thông cấp ngày 05/01/2024
Copyright © 2023 fqa.vn All Rights Reserved