Wlasność eksponenty

Różniczkowalność, pochodna funkcji. Przebieg zmienności. Zadania optymalizacyjne. Równania i nierówności z wykorzystaniem rachunku różniczkowego.
Awatar użytkownika
mol_ksiazkowy
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 11415
Rejestracja: 9 maja 2006, o 12:35
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Kraków
Podziękował: 3155 razy
Pomógł: 748 razy

Wlasność eksponenty

Post autor: mol_ksiazkowy »

Udowodnić, że \(\displaystyle{ e^x \leq x + e^{x^2}}\).
Kartezjusz
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 7330
Rejestracja: 14 lut 2008, o 08:31
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Z Bielskia-Białej
Podziękował: 6 razy
Pomógł: 961 razy

Re: Wlasność eksponenty

Post autor: Kartezjusz »

Co wyszło Ci z klasyki?
a4karo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 22211
Rejestracja: 15 maja 2011, o 20:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Bydgoszcz
Podziękował: 38 razy
Pomógł: 3755 razy

Re: Wlasność eksponenty

Post autor: a4karo »

Funkcja `f(x)=\exp(x^2)+x-\exp(x)` spełnia \(\displaystyle{ f(0)=f'(0)=0}\) i \(\displaystyle{ f''(x)=\exp(x^2)(4x^2+2)-\exp(x)=\exp(x)\left(\exp(x^2-x)(4x^2+2)-1\right)>0}\),
bo \(\displaystyle{ \exp(x^2-x)(4x^2+2)\ge 2\exp(-1/4)>1}\).
`f` jest zatem wypukła, a oś OX podpiera ją od dołu - stąd wynik.
Awatar użytkownika
mol_ksiazkowy
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 11415
Rejestracja: 9 maja 2006, o 12:35
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Kraków
Podziękował: 3155 razy
Pomógł: 748 razy

Re: Wlasność eksponenty

Post autor: mol_ksiazkowy »

Co wyszło Ci z klasyki?
tj. bez pochodnych...
Hassgesang
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 206
Rejestracja: 26 mar 2012, o 20:41
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Gdynia
Podziękował: 3 razy
Pomógł: 17 razy

Re: Wlasność eksponenty

Post autor: Hassgesang »

Dla \(\displaystyle{ x \ge 1}\) mamy \(\displaystyle{ x^2 \ge x}\), więc \(\displaystyle{ \exp(x^2) \ge \exp x}\).

Dla \(\displaystyle{ 0 \le x \le 1}\) mamy \(\displaystyle{ x^2 \le x}\), więc

\(\displaystyle{ \exp x = 1 + x + \sum_{k=2}^\infty \frac{x^k}{k!} \le 1 + x + \sum_{k=2}^\infty \frac{x^2}{2^{k-1}} = 1 + x + x^2 \le x + \exp(x^2).}\)

Dla ujemnych iksów korzystamy z podobnej nierówności, co pod koniec poprzedniego przypadku:

\(\displaystyle{ \exp(x^2) + x \ge 1 + x + \frac{x^2}{2} = \frac{1 + (1+x)^2}{2} \ge \exp x}\).
ODPOWIEDZ