ΑΝΙΣΟΤΗΤΕΣ

Δυσκολότερα θέματα τα οποία όμως άπτονται της σχολικής ύλης και χρησιμοποιούν αποκλειστικά θεωρήματα που βρίσκονται μέσα σε αυτή. Σε διαφορετική περίπτωση η σύνταξη του μηνύματος θα πρέπει να γίνει στο υποφόρουμ "Ο ΦΑΚΕΛΟΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ"

Συντονιστής: Μπάμπης Στεργίου

KAKABASBASILEIOS
Συντονιστής
Δημοσιεύσεις: 1598
Εγγραφή: Κυρ Φεβ 01, 2009 1:46 pm

ΑΝΙΣΟΤΗΤΕΣ

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από KAKABASBASILEIOS »

...Καλησπερίζω την παρέα με μιά αποψινή δημιουργία.... μάλλον απαιτητική

Έστω συνάρτηση f:\,(0,\,\,+\infty )\to R για την οποία γνωρίζουμε ότι:

• είναι δύο φορές παραγωγίσιμη στο (0,\,\,+\infty ) και ισχύει {f}'(x)\ge \ln x

• παρουσιάζει ολικό ελάχιστο στο {{x}_{0}}=1

• και {{e}^{{f}'(x)}}+{f}''(x)\le x+\frac{1}{x}

α) Να δείξετε ότι {f}'(e)=1

β) Να δείξετε ότι f(x)+e\ge x+f(e),\,\,\,x\in [1,\,+\infty)

Φιλικά και Μαθηματικά
Βασίλης
Τελευταία επεξεργασία από το μέλος KAKABASBASILEIOS την Κυρ Οκτ 02, 2016 2:04 pm, έχει επεξεργασθεί 1 φορά συνολικά.
f ανοιγοντας τους δρομους της Μαθηματικης σκεψης, f' παραγωγος επιτυχιας
Τα Μαθηματικά είναι απλά...όταν σκέπτεσαι σωστά...
Τα Μαθηματικά είναι αυτά...για να δεις πιό μακρυά...
Τα Μαθηματικά είναι μαγεία...όταν έχεις φαντασία...

Ετικέτες:
Άβαταρ μέλους
matha
Γενικός Συντονιστής
Δημοσιεύσεις: 6428
Εγγραφή: Παρ Μάιος 21, 2010 7:40 pm
Τοποθεσία: Θεσσαλονίκη

Re: ΑΝΙΣΟΤΗΤΕΣ

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από matha »

Η συνάρτηση

\displaystyle{g:[1,+\infty)\to \mathbb{R},~g(x)=f'(x)-\ln x}

\displaystyle{\bullet} έχει ρίζα το \displaystyle{1}

\displaystyle{\bullet} είναι μη αρνητική

\displaystyle{\bullet} είναι φθίνουσα.

Από τα παραπάνω, τα πρώτα δύο είναι προφανή. Για το τρίτο, παρατηρούμε ότι

\displaystyle{x+\frac{1}{x}\geq f''(x)+e^{f'(x)}\geq f''(x)+e^{\ln x}=f''(x)+x\implies f''(x)\leq \frac{1}{x}\leq 0\implies g'(x)\leq 0~\forall x>1.}

Επομένως ισχύει

\displaystyle{g(x)=0~\forall x\geq 1,}

άρα

\displaystyle{f'(x)=\ln x~\forall x\geq 1} και ειδικότερα είναι \displaystyle{f'(e)=1.}

Επίσης, η συνάρτηση \displaystyle{h(x)=f(x)-x,~x\geq 1} έχει παράγωγο \displaystyle{h'(x)=\ln x-1} και είναι προφανές ότι παρουσιάζει ολικό ελάχιστο στο \displaystyle{e}.

Άρα \displaystyle{h(x)\geq h(e)~\forall x\geq 1,} οπότε προκύπτει η ζητούμενη ανισότητα.
Μάγκος Θάνος
Rempeskes
Δημοσιεύσεις: 108
Εγγραφή: Κυρ Νοέμ 08, 2015 10:40 pm

Re: ΑΝΙΣΟΤΗΤΕΣ

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Rempeskes »

Μια αντιμετώπιση εν τάχει για να πάμε για :sleeping: .

1)

Αρχικά, ικανοποιούνται οι προυποθέσεις του Θεωρήματος του Fermat και το 1 εσωτερικό άρα f'(1)=0

Επίσης για x=e από δοθείσα σχέση έχω ότι f'(e) \geq 1, (1)

Θεωρώ συνάρτηση h(x)=f(x)-xlnx+x, x>0
Έχουμε διαδοχικά ότι,

h'(x)=f'(x)-lnx \geq 0

h''(x)=f''(x)- \frac{1}{x} \leq  0

Συνεπώς,

e>1 \Rightarrow h'(e)\leq h'(1)\Rightarrow f'(e)-1\leq f'(1) \Rightarrow f'(e)\leq 1, (2)

Από (1),(2) προκύπτει το ζητούμενο.

2)

x\geq 1\Rightarrow h'(x)\leq h'(1) \Rightarrow f'(x)\leq lnx

Όμως για κάθε x>0 έχω ότι f'(x)\geq lnx οπότε \boxed{f'(x)=lnx},\forall x \geq 1

f''(x)=\frac{1}{x}>0, για κάθε x>1 άρα η f κυρτή στο [1,+\infty)

Για x=e ισχύει η ισότητα.

Για x>e εφαρμόζω το Θεώρημα Μέσης Τιμής για την f στο \left[e,x \right] και παίρνω ότι,

\exists \xi \in (e,x):f'(\xi)=\frac{f(x)-f(e)}{x-e}

\xi>e \Rightarrow f'(\xi)>f'(e)\Rightarrow f(x)-f(e)>x-e \Rightarrow f(x)+e>f(e)+e

Ομοίως και για x<e.
alexandrosvets
Δημοσιεύσεις: 155
Εγγραφή: Πέμ Ιούλ 24, 2014 1:16 pm
Τοποθεσία: Νέα Αγχίαλος,Βόλος

Re: ΑΝΙΣΟΤΗΤΕΣ

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από alexandrosvets »

Το β) βγαινει και απο την κυρτότητα της f και την εφαπτόμενη στο (e,f(e))..
Ο ουρανός είναι ο καμβάς
Τα σύννεφα είναι τα σχέδια
Και ο ήλιος είναι ο ζωγράφος
Απάντηση

Επιστροφή στο “ΘΕΜΑΤΑ ΜΕ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ Γ'”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Google [Bot] και 1 επισκέπτης