※.函数单调性讲明注解法
对不等式讲明注解进行分析,
讲明注解:12xˣ≥(x⁴+4x²+7),
即讲明注解:ln12xˣ≥ln(x⁴+4x²+7),由双方同期取对数,
变形为:ln12+xlnx-ln(x⁴+4x²+7)≥0,
设f(x)=ln12+xlnx-ln(x⁴+4x²+7),并取x>0,可知:
f(1)=ln12+0-ln(1+4+7)=ln12-ln12=0.
对x求导有:
f'(x)=lnx+1-(4x³+8x)/(x⁴+4x²+7),
=lnx+[(x⁴+4x²+7-4x³-8x)/(x⁴+4x²+7)],
=lnx+[(x-1)(x³-3x²+x-7)/(x⁴+4x²+7)],
本处要用到一个紧迫不等式,关于纵脱的不相配正数a,b,有不等式(a-b)/(lna-lnb)≤(a+b)/2配置。
本题取a=x,b=1,则有:
(x-1)/(lnx-ln1)≤(x+1)/2,
化简为:lnx≥2(x-1)/(x+1),代入有:
f'(x)≥2(x-1)/(x+1)+[(x-1)(x³-3x²+x-7)/(x⁴+4x²+7)],
=(x-1)[2*(x⁴+4x²+7)+(x+1)*(x³-3x²+x-7)]/[(x+1)(x⁴+4x²+7)],
=(x-1)(3x⁴-2x³+6x²-6x+7)/[(x+1)(x⁴+4x²+7)],
设g(x)=3x⁴-2x³+6x²-6x+7,进行配方有:
g(x)=3(x⁴-2x³/3+x²/9)+6x²-x²/3-6x+7
=3(x²-x/3)²+17x²/3-6x+7
=3(x²-x/3)²+17/3*(x²-18x/17+9²/17²)+7-27/17,
=3(x²-x/3)²+17/3*(x-9/17)²+(7*17-27)/17,
可知g(x)>0,则:
1.当x≥1时,f'(x)≥0,
2.当0<x<1时,f'(x)<0,
是以当x=1时,f(x)有最小值,即:
ln12+xlnx-ln(x⁴+4x²+7)≥f(1)=0,
综上,12xˣ≥x⁴+4x²+7得证。
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