每日一题[1324]江山快手

求证:$\dfrac{\ln^2x+3\ln x+3}{x^2}>\dfrac{3}{{\rm e}^x}$.

解析     当 $x\geqslant {\rm e}$ 时,有\[\dfrac{\ln x}{x}\leqslant \dfrac{1}{\rm e}<\dfrac 12,\]于是\[x^2<{\rm e}^x,\]因此原不等式成立.下面考虑 $0<x<{\rm e}$ 时,设\[f(x)=\dfrac{\ln ^2x+3\ln x+3}{x},g(x)=\dfrac{3x}{{\rm e}^x},\]则 $f(x)$ 的导函数\[f'(x)=-\dfrac{\ln x\cdot (\ln x+1)}{x^2},\]而 $g(x)$ 的导函数\[g'(x)=\dfrac{3(1-x)}{{\rm e}^x},\]于是\[f(x)>\min \left\{f\left(\dfrac{1}{\rm e}\right),f({\rm e})\right\}=\dfrac 7{\rm e}>\dfrac{3}{\rm e}= g(1)\geqslant g(x),\]因此不等式仍然成立. 综上所述,原不等式成立.

此条目发表在每日一题分类目录,贴了标签。将固定链接加入收藏夹。

发表评论