• Skip to main content
  • Skip to secondary menu
  • Bỏ qua primary sidebar
Sách Toán – Học toán

Sách Toán - Học toán

Giải bài tập Toán từ lớp 1 đến lớp 12, Học toán online và Đề thi toán

  • Môn Toán
  • Học toán
  • Toán 12
  • Sách toán
  • Đề thi
  • Ôn thi THPT Toán
  • Tiện ích Toán
Bạn đang ở:Trang chủ / Bất đẳng thức - Bài tập tự luận / Cho \(1 \ne a > 0\), chứng minh rằng: \(\frac{{\ln a}}{{a – 1}} \le \frac{{1 + \sqrt[3]{a}}}{{a + \sqrt[3]{a}}}\)

Cho \(1 \ne a > 0\), chứng minh rằng: \(\frac{{\ln a}}{{a – 1}} \le \frac{{1 + \sqrt[3]{a}}}{{a + \sqrt[3]{a}}}\)

Ngày 23/10/2021 Thuộc chủ đề:Bất đẳng thức - Bài tập tự luận Tag với:Bat dang thuc va cuc tri, BDT HSG 12

Cho \(1 \ne a > 0\), chứng minh rằng: \(\frac{{\ln a}}{{a – 1}} \le \frac{{1 + \sqrt[3]{a}}}{{a + \sqrt[3]{a}}}\).

Lời giải

Ta phải chứng minh \(\frac{{\ln a}}{{a – 1}} \le \frac{{1 + \sqrt[3]{a}}}{{a + \sqrt[3]{a}}}\) (1) với \(1 \ne a > 0\).

Xét hai trường hợp:

+) Trường hợp 1: \(a > 1\)

\(\left( 1 \right) \Leftrightarrow \left( {a + \sqrt[3]{a}} \right)\ln a \le \left( {1 + \sqrt[3]{a}} \right)\left( {a – 1} \right)\) \(\left( 2 \right)\)

Đặt \(x = \sqrt[3]{a} \Rightarrow x > 1\) . 0000

Khi đó  \(\left( 2 \right) \Leftrightarrow 3\left( {{x^3} + x} \right)\ln x \le \left( {1 + x} \right)\left( {{x^3} – 1} \right),\forall x > 1\)

\( \Leftrightarrow {x^4} + {x^3} – x – 1 – 3\left( {{x^3} + x} \right)\ln x \ge 0\)\(\forall x > 1\) \(\left( 3 \right)\).

Xét \(f\left( x \right) = {x^4} + {x^3} – x – 1 – 3\left( {{x^3} + x} \right)\ln x\) trên \(\left[ {1; + \infty } \right)\).

Ta có \(f’\left( x \right) = 4{x^3} + 3{x^2} – 1 – 3\left[ {\left( {3{x^2} + 1} \right)\ln x + \left( {{x^3} + x} \right)\frac{1}{x}} \right]\)\( = 4{x^3} – 4 – 3\left( {3{x^2} + 1} \right)\ln x\).

\(f”\left( x \right) = 3\left( {4{x^2} – 3x – 6x\ln x – \frac{1}{x}} \right)\).

\({f^{\left( 3 \right)}}\left( x \right) = 3\left( {8x + \frac{1}{{{x^2}}} – 6\ln x – 9} \right)\).

 \({f^{\left( 4 \right)}}\left( x \right) = 3\left( {8 – \frac{6}{x} – \frac{2}{{{x^3}}}} \right)\)\( = \frac{{6\left( {4{x^3} – 3x – 1} \right)}}{{{x^3}}}\)\( = \frac{{6\left( {x – 1} \right)\left( {4{x^2} + 4x + 1} \right)}}{{{x^3}}} \ge 0,\forall x \ge 1\).

Suy ra \({f^{\left( 3 \right)}}\left( x \right)\) đồng biến trên \(\left[ {1; + \infty } \right)\)\( \Rightarrow {f^{\left( 3 \right)}}\left( x \right) \ge {f^{\left( 3 \right)}}\left( 1 \right) = 0\), \(\forall x \ge 1\)

Khi đó \(f”\left( x \right)\) đồng biến trên \(\left[ {1; + \infty } \right)\)\( \Rightarrow f”\left( x \right) \ge f”\left( 1 \right) = 0\), \(\forall x \ge 1\)

Do đó \(f’\left( x \right)\) đồng biến trên \(\left[ {1; + \infty } \right)\)\( \Rightarrow f’\left( x \right) \ge f’\left( 1 \right) = 0\), \(\forall x \ge 1\)

\( \Rightarrow f\left( x \right)\) đồng biến trên \(\left[ {1; + \infty } \right)\) nên \(f\left( x \right) > f\left( 1 \right) \Leftrightarrow f\left( x \right) > 0\) với \(\forall x > 1\) . Vậy (3) đúng.

+) Trường hợp 2: \(0 < a < 1\)

Đặt \(a = \frac{1}{{{a_1}}},{a_1} > 1\) khi đó bất đẳng thức (1) trở thành: \[\frac{{\ln \frac{1}{{{a_1}}}}}{{\frac{1}{{{a_1}}} – 1}} \le \frac{{1 + \sqrt[3]{{\frac{1}{{{a_1}}}}}}}{{\frac{1}{{{a_1}}} + \sqrt[3]{{\frac{1}{{{a_1}}}}}}} \Leftrightarrow \frac{{\ln {a_1}}}{{{a_1} – 1}} \le \frac{{1 + \sqrt[3]{{{a_1}}}}}{{{a_1} + \sqrt[3]{{{a_1}}}}}\]  quay về trường hợp 1.

Vậy bài toán được chứng minh.

Bài liên quan:

  1. Bất đẳngThức Tuyển Chọn.pdf
  2. Cho \(x,y,z\) là các số thực thay đổi, đôi một khác nhau thuộc đoạn \(\left[ {0;2} \right]\). Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(P = \frac{1}{{{{\left( {x – y} \right)}^2}}} + \frac{1}{{{{\left( {y – z} \right)}^2}}} + \frac{1}{{{{\left( {z – x} \right)}^2}}}\).
  3. Tuyển chọn các bài toán bất đẳng thức và cực trị

Reader Interactions

Để lại một bình luận Hủy

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Sidebar chính

MỤC LỤC

Booktoan.com (2015 - 2025) Học Toán online - Giải bài tập môn Toán, Sách giáo khoa, Sách tham khảo và đề thi Toán.
Giới thiệu - Liên hệ - Bản quyền - Sitemap - Quy định - Hướng dẫn.