题目
证明:当x>0时,lnx<x.
证明:当x>0时,lnx<x.
题目解答
答案
证明:令y=x-lnx,则y′=1-$\frac{1}{x}$,当x≥1时,y′≥0,函数y=x-lnx是增函数,f(x)≥f(1)恒成立.
∴x-lnx≥1,可得lnx<x.
当x∈(0,1)时,lnx<0,显然lnx<x.
综上:当x>0时,lnx<x.
∴x-lnx≥1,可得lnx<x.
当x∈(0,1)时,lnx<0,显然lnx<x.
综上:当x>0时,lnx<x.
解析
步骤 1:定义函数
定义函数y = x - lnx,其中x > 0。我们的目标是证明y > 0,即x - lnx > 0,从而证明lnx < x。
步骤 2:求导数
求函数y = x - lnx的导数y'。根据导数的定义,y' = 1 - 1/x。
步骤 3:分析导数的符号
当x > 1时,1/x < 1,因此y' = 1 - 1/x > 0,说明函数y = x - lnx在x > 1时是增函数。
当0 < x < 1时,1/x > 1,因此y' = 1 - 1/x < 0,说明函数y = x - lnx在0 < x < 1时是减函数。
步骤 4:确定函数的最小值
由于y = x - lnx在x = 1时取得最小值,此时y = 1 - ln1 = 1 - 0 = 1 > 0。因此,对于所有x > 0,都有y = x - lnx > 0。
步骤 5:得出结论
由于y = x - lnx > 0,即x - lnx > 0,因此lnx < x。
定义函数y = x - lnx,其中x > 0。我们的目标是证明y > 0,即x - lnx > 0,从而证明lnx < x。
步骤 2:求导数
求函数y = x - lnx的导数y'。根据导数的定义,y' = 1 - 1/x。
步骤 3:分析导数的符号
当x > 1时,1/x < 1,因此y' = 1 - 1/x > 0,说明函数y = x - lnx在x > 1时是增函数。
当0 < x < 1时,1/x > 1,因此y' = 1 - 1/x < 0,说明函数y = x - lnx在0 < x < 1时是减函数。
步骤 4:确定函数的最小值
由于y = x - lnx在x = 1时取得最小值,此时y = 1 - ln1 = 1 - 0 = 1 > 0。因此,对于所有x > 0,都有y = x - lnx > 0。
步骤 5:得出结论
由于y = x - lnx > 0,即x - lnx > 0,因此lnx < x。