Σελίδα 1 από 1

Συνάρτηση ολοκλήρωμα

Δημοσιεύτηκε: Τρί Σεπ 22, 2020 3:42 pm
από Tolaso J Kos
Πλέον δεν είναι κατάλληλη για το φάκελο της Γ'.

Δίδεται η συνάρτηση
\displaystyle{f(x) = \int_{x}^{2x} \frac{\mathrm{d}t}{t - \ln t}}
(α) Να βρεθεί το πεδίο ορισμού της.

(β) Να δειχθεί ότι η f είναι γνησίως φθίνουσα στο [2, +\infty).

(γ) Να δειχθεί ότι για κάθε x>0 είναι f(x) \leq x.

(δ) Να δειχθεί ότι για κάθε x \geq 1 είναι f(x) \geq \ln 2.

Re: Συνάρτηση ολοκλήρωμα

Δημοσιεύτηκε: Τρί Σεπ 22, 2020 6:09 pm
από Mihalis_Lambrou
Tolaso J Kos έγραψε:
Τρί Σεπ 22, 2020 3:42 pm
Πλέον δεν είναι κατάλληλη για το φάκελο της Γ'.

Δίδεται η συνάρτηση
\displaystyle{f(x) = \int_{x}^{2x} \frac{\mathrm{d}t}{t - \ln t}}
(α) Να βρεθεί το πεδίο ορισμού της.

(β) Να δειχθεί ότι η f είναι γνησίως φθίνουσα στο [2, +\infty).

(γ) Να δειχθεί ότι για κάθε x>0 είναι f(x) \leq x.

(δ) Να δειχθεί ότι για κάθε x \geq 1 είναι f(x) \geq \ln 2.
Θα γίνει πολλαπλή χρήση της \ln x \le  x-1 από όπου, ειδικά, ο παρονομαστής είναι \ge 1 >0\,(*) .

α) Αφού το πεδίο ορισμού του λογαρίθμου μέσα στο ολοκλήρωμα είναι το (0, \infty), έπεται ότι πρέπει και x>0. Από εκεί και πέρα η συνάρτηση δεν έχει άλλο περιορισμό.

β) Παραγωγίζοντας \displaystyle{f'(x)= \frac{1}{2x - \ln (2x)}} -  \frac{1}{x - \ln (x)} =  \frac{\ln 2 - x}{(2x - \ln (2x)) (x-\ln x)} }. O παρονομαστής είναι θετικός
από την (*), οπότε η f'(x) \le 0 στο [\ln 2 , \infty ) και άρα η f είναι φθίνουσα εκεί (η εκφώνηση θέλει διόρθωση τυπογραφικού).

γ) Από την (*) έχουμε f(x) \le \int _{x}^{2x} 1 \,dt = x

δ) Αφού για t\ge 1 είναι \dfrac{1}{t - \ln t}}\ge \dfrac {1}{t} (ισοδυναμεί με το \ln t \ge 0) έχουμε

\displaystyle{f(x) = \int_{x}^{2x} \frac{\mathrm{d}t}{t - \ln t}} \ge  \int_{x}^{2x} \frac{dt}{t } = \ln 2