题目
证明:cos xgt 1-dfrac ({x)^2}(2)-|||-__。
证明:
。
题目解答
答案
易知,恒有:
两边平方,可得:
∴可得:

两边平方,可得:
∴可得:

解析
步骤 1:利用三角恒等式
我们知道,对于任意实数$x$,有$|x|\geqslant |\sin x|$。这是因为正弦函数的值域为$[-1,1]$,而$x$的绝对值可以是任意非负实数。
步骤 2:平方不等式
将上述不等式两边平方,得到${x}^{2}\geqslant {\sin }^{2}x$。这是因为平方操作保持了不等式的方向。
步骤 3:应用半角公式
利用半角公式${\sin }^{2}\dfrac {x}{2}=\dfrac{1-\cos x}{2}$,将不等式${x}^{2}\geqslant {\sin }^{2}x$转化为${x}^{2}\geqslant 2{\sin }^{2}\dfrac {x}{2}$。
步骤 4:代入半角公式
将${\sin }^{2}\dfrac {x}{2}=\dfrac{1-\cos x}{2}$代入上一步得到的不等式,得到${x}^{2}\geqslant 2\cdot\dfrac{1-\cos x}{2}$,即${x}^{2}\geqslant 1-\cos x$。
步骤 5:调整不等式
将上一步得到的不等式调整为$\cos x\geqslant 1-\dfrac{{x}^{2}}{2}$。注意,这里我们得到的是$\geqslant$,而不是题目要求的$\gt$。
步骤 6:考虑$x=0$的情况
当$x=0$时,$\cos x=1$,$1-\dfrac{{x}^{2}}{2}=1$,此时等号成立。对于$x\neq 0$的情况,由于$|x|\gt |\sin x|$,因此${x}^{2}\gt {\sin }^{2}x$,从而$\cos x\gt 1-\dfrac{{x}^{2}}{2}$。
我们知道,对于任意实数$x$,有$|x|\geqslant |\sin x|$。这是因为正弦函数的值域为$[-1,1]$,而$x$的绝对值可以是任意非负实数。
步骤 2:平方不等式
将上述不等式两边平方,得到${x}^{2}\geqslant {\sin }^{2}x$。这是因为平方操作保持了不等式的方向。
步骤 3:应用半角公式
利用半角公式${\sin }^{2}\dfrac {x}{2}=\dfrac{1-\cos x}{2}$,将不等式${x}^{2}\geqslant {\sin }^{2}x$转化为${x}^{2}\geqslant 2{\sin }^{2}\dfrac {x}{2}$。
步骤 4:代入半角公式
将${\sin }^{2}\dfrac {x}{2}=\dfrac{1-\cos x}{2}$代入上一步得到的不等式,得到${x}^{2}\geqslant 2\cdot\dfrac{1-\cos x}{2}$,即${x}^{2}\geqslant 1-\cos x$。
步骤 5:调整不等式
将上一步得到的不等式调整为$\cos x\geqslant 1-\dfrac{{x}^{2}}{2}$。注意,这里我们得到的是$\geqslant$,而不是题目要求的$\gt$。
步骤 6:考虑$x=0$的情况
当$x=0$时,$\cos x=1$,$1-\dfrac{{x}^{2}}{2}=1$,此时等号成立。对于$x\neq 0$的情况,由于$|x|\gt |\sin x|$,因此${x}^{2}\gt {\sin }^{2}x$,从而$\cos x\gt 1-\dfrac{{x}^{2}}{2}$。