$e^x\geqslant$$x$$+$$1$ 和 $x-1$$\geqslant$$\ln x$ 的来龙去脉和应用

发布时间 2023-09-22 21:07:43作者: SongShiYan

重要的不等关系: \(e^x\geqslant x+1\) [从数的角度刻画],

对应的形的角度的刻画

那么对上述的结论如何做严格的证明呢?证明思路:

【法1】数形结合验证法[有失严谨,但直观好记忆],令\(f(x)=e^x\)\(g(x)=x+1\),在同一个坐标系中作出这两个函数的图像如上,

由图像可知,\(e^x\geqslant x+1\) (当且仅当 \(x=0\) 时取到等号)

补充:至于函数\(f(x)=e^x\)和函数\(g(x)=x+1\)为什么会相切与点\((0,1)\),我们可以用导数方法来解答

【法2】作差构造函数法,令\(h(x)=e^x-x-1\),则\(h'(x)=e^x-1\)

\(x<0\)时,\(h'(x)<0\);当\(x>0\)时,\(h'(x)>0\)

即函数\(h(x)\)\((-\infty,0)\)上单调递减,在\((0,+\infty)\)上单调递增,

故函数\(h(x)_{min}=h(0)=0\),故\(h(x)\ge 0\),当且仅当\(x=0\)时取到等号,