Упр.44.75 ГДЗ Мордковича 10 класс профильный уровень (Алгебра)
Докажите неравенство:
а) $$x^2-x^3<\frac{1}{6}$$, если $$x>\frac{2}{3}$$;
б) $$2\sqrt{x}\geq 3-\frac{1}{x}$$, если $$x>0$$.
а) Рассмотрим функцию $$f(x)=x^2-x^3-\frac16.$$
Найдём производную:
$$f'(x)=2x-3x^2=x(2-3x).$$
При $$x>\frac23$$ имеем $$f'(x)<0$$, значит, функция убывает на луче $$\left[\frac23;+\infty\right).$$ Следовательно, при $$x>\frac23$$
$$f(x)<f\!\left(\frac23\right).$$
Вычислим значение функции в точке $$x=\frac23$$:
$$f\!\left(\frac23\right)=\left(\frac23\right)^2-\left(\frac23\right)^3-\frac16=\frac49-\frac8{27}-\frac16=\frac{12-8}{27}-\frac16=\frac4{27}-\frac16<0.$$
Значит,
$$x^2-x^3<\frac16.$$
б) Рассмотрим функцию $$f(x)=2\sqrt{x}-3+\frac1x,\qquad x>0.$$
Найдём производную:
$$f'(x)=\frac1{\sqrt{x}}-\frac1{x^2}=\frac{x^{3/2}-1}{x^2}.$$
Так как $$x>0,$$ знак производной определяется числителем:
$$x^{3/2}-1\ge 0 \iff x\ge 1.$$
Следовательно, на промежутке $$\left(0;+\infty\right)$$ функция убывает при $$0<x<1$$ и возрастает при $$x>1,$$ значит, в точке $$x=1$$ она достигает минимума.
Вычислим:
$$f(1)=2\sqrt1-3+\frac11=2-3+1=0.$$
Отсюда для всех $$x>0$$
$$2\sqrt{x}-3+\frac1x\ge 0,$$
то есть
$$2\sqrt{x}\ge 3-\frac1x.$$
Ответ
а) $$x^2-x^3<\frac16$$ при $$x>\frac23$$; б) $$2\sqrt{x}\ge 3-\frac1x$$ при $$x>0$$.









