题目
15.证明:当 leqslant 0 时, ^xleqslant dfrac (1)(1-x)

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查利用导数研究函数的单调性来证明不等式,需要学生掌握构造辅助函数、求导分析单调性的方法。
解题核心思路:
- 构造辅助函数:将原不等式转化为等价形式,构造函数$f(x) = e^x(1 - x)$,目标转化为证明$f(x) \leq 1$当$x \leq 0$。
- 分析函数单调性:通过求导判断函数在区间$x \leq 0$上的单调性,结合端点值确定最大值。
- 验证初始条件:确认当$x=0$时等式成立,结合单调性得出结论。
破题关键点:
- 正确构造函数:通过移项将不等式转化为函数形式。
- 导数符号分析:明确$x \leq 0$时导数的符号,确定函数单调递增。
- 极值点与边界值:利用$x=0$处的函数值作为最大值。
步骤1:构造辅助函数
原不等式为$e^x \leq \dfrac{1}{1 - x}$($x \leq 0$)。两边同乘正数$1 - x$(因$x \leq 0$,故$1 - x \geq 1 > 0$),得:
$e^x(1 - x) \leq 1.$
构造函数$f(x) = e^x(1 - x)$,需证明当$x \leq 0$时$f(x) \leq 1$。
步骤2:求导分析单调性
计算$f(x)$的导数:
$f'(x) = \dfrac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x} \left[ e^x(1 - x) \right] = e^x(1 - x) + e^x(-1) = e^x(-x).$
当$x \leq 0$时,$-x \geq 0$,而$e^x > 0$,故$f'(x) \geq 0$。
结论:$f(x)$在区间$x \leq 0$上单调递增。
步骤3:确定最大值
由于$f(x)$在$x \leq 0$上单调递增,其最大值出现在右端点$x = 0$处:
$f(0) = e^0(1 - 0) = 1 \times 1 = 1.$
因此,当$x \leq 0$时,$f(x) \leq f(0) = 1$,即:
$e^x(1 - x) \leq 1.$
步骤4:还原原不等式
两边同除以正数$1 - x$,得:
$e^x \leq \dfrac{1}{1 - x} \quad (x \leq 0).$