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考研冲刺:应用拉格朗日中值定理证明两个重要的不等式

2024-10-09

老铁们,大家好,相信还有很多朋友对于考研冲刺:应用拉格朗日中值定理证明两个重要的不等式和的相关问题不太懂,没关系,今天就由我来为大家分享分享考研冲刺:应用拉格朗日中值定理证明两个重要的不等式以及的问题,文章篇幅可能偏长,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!

(1)(b-a)/aln(b/a)(b-a)/a,其中0ab; (2)h/(1+h^2)arctanhh,其中h0。

第一个不等式可以理解为:假分数的自然对数,如果大于1减去假分数的倒数,如果小于假分数减1。当然,这里的b/a是不一定是分数,也可能是无理数。我们这样说只是为了更容易记住。

观察这个不等式,中间的自然对数可以写为:两个自然对数lnb-lna之差。因此,我们可以考虑以自然对数作为辅助函数,并且自然对数函数在[a,b]上连续,在(a,b)上可微,这符合拉格朗日中值定理的条件。

由此可知,(a,b)上有一点xi,使得f'(xi)=(lnb-lna)/(b-a),而lnx 的导数为1/x,所以f'(xi)=1/xi ,因此(lnb-lna)/(b-a)=1/xi 。而1/b1/1/a,所以1/b(lnb-lna)/(b-a)1/a,不等式同时乘以(b-a),可以得到(b-a)/aln(b/a)(b-a)/a。第一个不等式证明过程如下:

(1)证明:ln(b/a)=lnb-lna;

注意f(x)=lnx,则f(x) 在[a, b] 上连续且在(a, b) 上可微,

考研冲刺:应用拉格朗日中值定理证明两个重要的不等式

根据拉格朗日中值定理,存在一个点xi(a,b),使得

f'(xi)=(lnb-lna)/(b-a)=1/xi,

和1/b1/1/a,所以1/b(lnb-lna)/(b-a)1/a,

所以(b-a)/aln(b/a)(b-a)/a。

第二个不等式可以理解为:正数的反正切函数的值小于正数本身,并且大于1加上正数除以正数的平方。用自己的语言说出来可以有效地帮助理解和记忆。

这次我们要构造的辅助函数是反正切函数。它在[0,h] 上连续,在(0,h) 上可微。因此,根据拉格朗日中值定理,我们可以知道,(0,h)上存在一点xi ,使得f'(xi )=(arctanh-arctan0)/(h-0)=arctanh/h。而反正切函数arctanx的导数为1/(1+x^2),所以f'(xi)=1/(1+xi^2)。而1/(1+h^2)(1+xi^2)1,所以1/(1+h^2)arctanh/h1,两边同时乘以h,可得不等式被证明。第二个不等式的证明过程如下:

考研冲刺:应用拉格朗日中值定理证明两个重要的不等式

(2) 证明:记住f(x)=arctanx,则f(x)在[0,h]上连续且在(0,h)上可微,

根据拉格朗日中值定理,存在一个点xi(0,h),使得

f'(xi)=arctanh/h=1/(1+xi^2)。

和1/(1+h^2)(1+xi^2)1,所以1/(1+h^2)arctanh/h1,

用户评论

柠栀

终于看到关于拉格朗日中值定理的解释了!一直觉得这个定理很神奇,不知道怎么应用证明不等式,看完你的博客感觉豁然开朗,下次考试要好好背诵应用场景!

    有8位网友表示赞同!

桃洛憬

这真的太棒了!用拉格朗日中值定理证明这两个不等式简直太清晰易懂了,以前看公式只会觉得头疼,现在终于明白了其中的奥妙,感谢博主分享这么实用的知识点!

    有11位网友表示赞同!

棃海

感觉考研冲刺压力越来越大了,尤其数学部分让我很苦恼。其实我对拉格朗日中值定理不太熟悉,看了你的博客,讲解非常详细,我现在更有信心去准备考试了。

    有19位网友表示赞同!

见朕骑妓的时刻

博主你好厉害啊!这篇文章看得我收获满满,之前在课上听了一些关于拉格朗日中值定理的讲解,却一直理解模糊,通过你的解释豁然开朗,让我对这一定理有全新的认知了。太感谢啦!

    有13位网友表示赞同!

醉枫染墨

其实我一直觉得考研数学比较难,尤其是这些基础理论知识点,感觉很难用在实际问题上。看了你分享的博客,我才明白拉格朗日中值定理的重要性,它确实能够帮助我们解决很多不等式问题。

    有5位网友表示赞同!

余温散尽ぺ

这篇文章写的太好了!对于我们准备考研的小伙伴来说太贴心了,我正好需要复习一下拉格朗日中值定理的内容,你提供的解析清晰易懂,非常适合用来巩固学过的知识点。点赞!

    有13位网友表示赞同!

一生只盼一人

我觉得博主的讲解还是比较通俗易懂的,尤其是例子分析部分,让我更好地理解了拉格朗日中值定理是如何应用到不等式的证明中的。不过感觉这只是入门级的讲解,更深入的内容我还需要继续学习.

    有5位网友表示赞同!

像从了良

这个博客很有用!我之前在练习的时候遇到了一些关于拉格朗日中值定理的应用问题,看了你的解释终于解开了心中的迷团,真是太感谢你了!

    有19位网友表示赞同!

不浪漫罪名

感觉博主写的文章越来越专业化了,以前我的理解比较停留在定理层面,而你提供的解析更加强调方法论和具体案例,这对于我们提升考研水平很有帮助。

    有5位网友表示赞同!

执妄

我发现很多考研文章都喜欢用拉格朗日中值定理来证明一些常见的不等式,虽然这个定理确实很强大,但我感觉有些时候使用显得过于形式化了。会不会有一些更直接的证明方法呢?

    有15位网友表示赞同!

花菲

博主讲解数学理论总是这么深入易懂!之前我一直觉得拉格朗日中值定理很难,看完你的文章突然感觉不再复杂了,感谢你分享这些宝贵知识。

    有11位网友表示赞同!

把孤独喂饱

虽然我觉得考研冲刺的过程很重要,但也不要忘记享受学习的乐趣。看这样的博客,我仿佛又回到了大学课堂的那份求知探索精神,很棒!

    有17位网友表示赞同!

今非昔比'

文章写的不错,但是感觉证明过程中的参数选择和具体应用场景可以再详细一点,这样能让我更好地理解拉格朗日中值定理的不同运用方法。

    有12位网友表示赞同!

巷口酒肆

博主分享的知识点总是那么贴近考研学生的实际需求!我觉得学习数学理论需要多结合实战问题,或许可以尝试一些针对不同学科的案例分析,会更加生动有趣。

    有9位网友表示赞同!

面瘫脸

对于我们这些数学不太擅长的人来说,拉格朗日中值定理的理解难度确实很大的,希望以后博主能分享更多更轻松易懂的数学学习方法和技巧!

    有19位网友表示赞同!

沐晴つ

这个博客很有帮助,让我在复习拉格朗日中值定理的时候更有方向性了。不过我感觉对于初学者来说,一些基础概念的讲解可以再详细点,这样更容易理解。

    有12位网友表示赞同!

熟悉看不清

我觉得这个博客应该加一些练习题,这样对我们学习效果会有更大的帮助!我相信大家看了文章后,一定很想动手实践一下拉格朗日中值定理的应用。

    有9位网友表示赞同!

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