[题目]证明:当 gt 1 时, ^x-1gt dfrac (1)(2)(x)^2+dfrac (1)(2)

题目解答
答案

解析
本题主要考察利用导数研究函数单调性来证明不等式,核心思路是构造辅助函数,通过导数判断函数单调性,结合端点值证明函数恒正,进而得到不等式结论,具体步骤如下:
步骤1:构造辅助函数
要证明当$x>1$时,$e^{x-1}>\frac{1}{2}x^2+\frac{1}{2}$,等价于证明$e^{x-1}-\frac{1}{2}x^2-\frac{1}{2}>0$对$x>1$恒成立。
构造函数:
$g(x)=e^{x-1}-\frac{1}{2}x^2-\frac{1}{2}\quad (x>1)$
步骤2:求$g(x)$的导数并分析其单调性
对$g(x)$求导:
$g'(x)=e^{x-1}-x$
为判断$g'(x)$的符号,再构造$h(x)=e^{x-1}-x$,求$h(x)$的导数:
$h'(x)=e^{x-1}-1$
当$x>1$时,$x-1>0$,故$e^{x-1}>e^0=1$,因此$h'(x)=e^{x-1}-1>0$。
这说明$h(x)$在$(1,+\infty)$上单调递增,且$h(1)=e^{0}-1=0$,故对$x>1$,有$h(x)>h(1)=0$,即:
$g'(x)=h(x)>0$
步骤3:判断$g(x)$的单调性并证恒正
由于$g'(x)>0$在$(1,+\infty)$上恒成立,故$g(x)$在$(1,+\infty)$上单调递增。
又$g(1)=e^{0}-\frac{1}{2}\times1^2-\frac{1}{2}=1-\frac{1}{2}-\frac{1}{2}=0$,因此对$x>1$,有:
$g(x)>g(1)=0$
步骤4:得出结论
$g(x)=e^{x-1}-\frac{1}{2}x^2-\frac{1}{2}>0$,即:
$e^{x-1}>\frac{1}{2}x^2+\frac{1}{2}$