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数学
题目

证明:当x>1时,e^x>ex.

证明:当$$x>1$$时,$$e^x>ex$$.

题目解答

答案

要证明当$$x>1$$时,$$e^x>ex$$,只需证明$$e^x-ex>0$$即可.

令$$f(x)=e^x-ex$$,则$$f(1)=0$$

$$\because$$$$f'(x)=e^x-e$$

$$\therefore$$当$$x>1$$时,$$f'(x)>0$$,$$f(x)$$单调递增

$$\therefore$$$$f(x)>f(1)=0$$

即当$$x>1$$时,$$e^x-ex>0$$

$$\therefore$$当$$x>1$$时,$$e^x>ex$$


解析

考查要点:本题主要考查利用导数研究函数的单调性,进而证明不等式的方法。

解题核心思路:
构造函数$f(x) = e^x - ex$,通过分析其导数$f'(x)$的符号,判断$f(x)$在$x>1$时的单调性,结合初始值$f(1)=0$,最终得出$f(x) > 0$的结论。

破题关键点:

  1. 构造差函数:将不等式转化为函数值的正负问题。
  2. 导数分析单调性:通过$f'(x) = e^x - e$的符号,确定$f(x)$在$x>1$时单调递增。
  3. 结合初始值:利用$f(1)=0$和单调性,推导出$x>1$时$f(x) > 0$。

步骤1:构造函数
定义函数$f(x) = e^x - ex$,需证明当$x > 1$时$f(x) > 0$。

步骤2:计算导数
求导得:
$f'(x) = \frac{d}{dx}(e^x - ex) = e^x - e.$

步骤3:分析导数符号
当$x > 1$时,$e^x > e^1 = e$,因此:
$f'(x) = e^x - e > 0.$
这表明$f(x)$在区间$x > 1$上单调递增。

步骤4:结合初始值
计算$x=1$处的函数值:
$f(1) = e^1 - e \cdot 1 = 0.$
由于$f(x)$在$x > 1$时单调递增,且$f(1) = 0$,故当$x > 1$时:
$f(x) > f(1) = 0.$

结论:
当$x > 1$时,$e^x - ex > 0$,即$e^x > ex$。

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