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证明:当0<x<π时,有sin(x/2)>x/π

答案:3  悬赏:50  手机版
解决时间 2021-02-21 05:24
设f(x)=sin(x/2)-(x/π),利用导数判断函数单调性证明
最佳答案
设f(x)=sin(x/2)-(x/π),则f'(x)=1/2*cosx/2-1/π
令f'(x)=0得x=2arccos(2/π)为唯一驻点
而当0<x<π时,f''(x)=-1/4sin(x/2)<0
所以x=2arccos(2/π)为函数f(x)=sin(x/2)-(x/π)的最大值点
当x<2arccos(2/π)时,函数为增,当x>2arccos(2/π)时,函数为减
所以函数f(x)在闭区间0≤x≤π的最小值为为f(0)和f(π)中的较小者,而f(0)=f(π)=0
因此f(x)在开区间0<x<π的值始终大于0
即有sin(x/2)>x/π

另外,这道题可直接用函数的凹凸性来求解,因为y=sin(x/2)二阶导数小于0,
所以函数y=sin(x/2)在开区间0<x<π上为凸函数,既然是凸函数,那么函数y=sin(x/2)曲线上任取两点的连线段都在曲线的下面,而曲线端点的连线段正好就是y=x/π
所以0<x<π时,始终有sin(x/2)>x/π
全部回答
解: 求导,f(x)=sin x/2-x/π f(x)'=1/2*cosx/2-1/π>0 递增,所以f(x)>f(0)>0 所以sin x/2>x/π

解:夹逼定理:

由于0<x<π/2,于是有:tanx=sinx/cosx>x且x>sinx

cosx<sinx/x<1

同时取x趋向于0,则有:

不等式两边同时趋向于1,于是有:lim(x→0)(sinx/x)=1

由此得证

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