第309题|证明函数单调有界的核心思路 |武忠祥老师每日一题
解题思路:两个极限存在准则:1.夹闭。 2.单调有界。
这里题目告诉了我们f(x)的导数,如果我们判断出了 导数的正负,就能得出f(x)的单调性。
显然是大于0的,看后半部分:是否大于0,这里直接比较和的大小即可;
这里要用到这样一个不等式:,显然是大于的,大于0;f(x)单调递增。
接着证明f(x)有界,如何通过f'(x)来估f(x)呢,常用的是拉格朗日中值定理,f'(ξ)=(f(b)-f(a))/(b-a),
显然这么做比较困难,还有另外一种联系f(x)和f'(x)的方式就是:牛顿莱布尼茨公式:
,直接把f'(x)带入进去。
如图所示,经过四次放大:
第一次放大:<1,,直接忽略不计。
第二次放大:,
得到
这里可以看作是原函数为,利用拉格朗日中值定理,
第三次放大:
因为中值是在t和t+1之间的值,所以可以再次进行放大:,
第四次放大:
显然 ,这是一个无穷级数的反常积分,也就是p积分,p=3/2>1是收敛的。
f(x)-f(1)不超过这个值,f(1)存在是一个有限的数,单调且有界,极限存在。
知识点:
1.两个极限存在准则:1.夹闭。 2.单调有界。
2.不等式:
3.联系f'(x)和f(x)的两个公式:
拉格朗日中值定理,f'(ξ)=(f(b)-f(a))/(b-a)
牛顿莱布尼茨公式:,
4.无穷级数的反常积分(p积分):