题目
11.设 gt bgt 0, 证明:-|||-dfrac (a-b)(a)lt ln dfrac (a)(b)lt dfrac (a-b)(b)

题目解答
答案

解析
步骤 1:引入变量
令 $x = \frac{a}{b}$,由于 $a > b > 0$,则 $x > 1$。
步骤 2:证明不等式左侧
考虑函数 $f(x) = \ln x - \frac{x-1}{x}$,其中 $x > 1$。
计算 $f(x)$ 的导数:$f'(x) = \frac{1}{x} - \frac{1}{x^2} = \frac{x-1}{x^2}$。
由于 $x > 1$,则 $f'(x) > 0$,所以 $f(x)$ 在 $(1, +\infty)$ 上单调递增。
因此,$f(x) > f(1) = 0$,即 $\ln x > \frac{x-1}{x}$。
步骤 3:证明不等式右侧
考虑函数 $g(x) = \ln x - \frac{x-1}{1}$,其中 $x > 1$。
计算 $g(x)$ 的导数:$g'(x) = \frac{1}{x} - 1 = \frac{1-x}{x}$。
由于 $x > 1$,则 $g'(x) < 0$,所以 $g(x)$ 在 $(1, +\infty)$ 上单调递减。
因此,$g(x) < g(1) = 0$,即 $\ln x < x - 1$。
步骤 4:将变量代回
将 $x = \frac{a}{b}$ 代回,得到 $\frac{a-b}{a} < \ln \frac{a}{b} < \frac{a-b}{b}$。
令 $x = \frac{a}{b}$,由于 $a > b > 0$,则 $x > 1$。
步骤 2:证明不等式左侧
考虑函数 $f(x) = \ln x - \frac{x-1}{x}$,其中 $x > 1$。
计算 $f(x)$ 的导数:$f'(x) = \frac{1}{x} - \frac{1}{x^2} = \frac{x-1}{x^2}$。
由于 $x > 1$,则 $f'(x) > 0$,所以 $f(x)$ 在 $(1, +\infty)$ 上单调递增。
因此,$f(x) > f(1) = 0$,即 $\ln x > \frac{x-1}{x}$。
步骤 3:证明不等式右侧
考虑函数 $g(x) = \ln x - \frac{x-1}{1}$,其中 $x > 1$。
计算 $g(x)$ 的导数:$g'(x) = \frac{1}{x} - 1 = \frac{1-x}{x}$。
由于 $x > 1$,则 $g'(x) < 0$,所以 $g(x)$ 在 $(1, +\infty)$ 上单调递减。
因此,$g(x) < g(1) = 0$,即 $\ln x < x - 1$。
步骤 4:将变量代回
将 $x = \frac{a}{b}$ 代回,得到 $\frac{a-b}{a} < \ln \frac{a}{b} < \frac{a-b}{b}$。