回答:
下記参照
説明:
#e ^ f(x)+ f '(x)+ 1 = 0#
#e ^ y + y '+ 1 = 0、qquad y = f(x)#
#y '= - 1 - e ^ y#
#(dy)/(1 + e ^ y)= - dx#
#z = e ^ y、qquad dz = e ^ y dy = z dy#
#int(dz)/(z(1 + z))= - int dx#
#int dz 1 / z - 1 /(1 + z)= - int dx#
#ln(z /(1 + z))= C - x#
#e ^ y /(1 + e ^ y)= e ^(C - x)#
IVを使う:
#e ^ y(1 - e ^( - x))= e ^( - x)#
#e ^ y = e ^( - x)/(1 - e ^( - x))= 1 /(e ^ x-1)#
#y = ln(1 /(e ^(x)-1))#
の 見せる ビット
#I = int_(ln2)^ 1 e ^ y(x + 1) dx#
#= - int_(ln2)^ 1(1+ x)(1 + y ') dx#
#= - int_(ln2)^ 1 1+ x dx - 色(赤)(int_(ln2)^ 1 y ' dx) - int_(ln2)^ 1 xy' dx#
#色(赤)(int_(ln2)^ 1 y ' dx)= ln(1 /(e ^(x)-1)) _(ln2)^ 1 = - ln(e-1)#
#implies I - ln(e-1)= - int_(ln2)^ 1 1+ x dx - int_(ln2)^ 1 xy ' dx#
#implies I lt ln(e-1)#
回答:
#f(x)= c - x - ln(1 - e ^(c - x))#
私はまだ不平等を証明することはできませんでしたが、私はもっと強い不平等を見つけました。
説明:
みましょう #g(x)= e ^(f(x))# そのため、連鎖ルールを使用して:
#g '(x)= f'(x)e ^(f(x))#
今注意してください。
#f(x)= ln(g(x))#, そう:
#f '(x)=(g'(x))/(g(x))#
元の方程式を代入すると、
#g(x)+(g '(x))/(g(x))+ 1 = 0#
そして定義により #g(x)> 0#:
#(dg)/ dx + g ^ 2(x)+ g(x)= 0#
これは分離可能です:
#(dg)/ dx = -g ^ 2-g#
#(dg)/(g(g + 1))= - dx#
#int(dg)/(g(g + 1))= -int dx#
部分分数を使用して最初のメンバーを分解する:
#1 /(g(g + 1))= 1 / g -1 /(g + 1)#
そう:
#int(dg)/ g-整数(dg)/(g + 1)= -int dx#
#ln g - ln(g + 1)= -x + c#
対数の性質を使う:
#ln(g /(g + 1))= - x + c#
#g /(g + 1)= e ^(c-x)#
今のために解決 #g#:
#g = e ^(c-x)(g + 1)#
#g(1-e ^(c-x))= e ^(c-x)#
そして最後に:
#g(x)= e ^(c-x)/(1-e ^(c-x))#
今:
#f(x)= ln(g(x))= ln(e ^(cx)/(1-e ^(cx)))= ln(e ^(cx))-ln(1-ce ^ -x) )#
#f(x)= c - x - ln(1 - e ^(c - x))#
決定できます #c# 条件から:
#lim_(x-> 0)f(x)= + oo#
として:
#lim_(x-> 0)c -x -ln(1-e ^(c-x))= c-ln(1-e ^ c)#
そうでない限り、これは有限です #c = 0#.
その後:
#f(x)= -x-ln(1-e ^ -x)#
今積分を考えます:
#int_(ln2)^ 1 e ^(f(x))(x + 1)dx = int_(ln2)^ 1 e ^ -x /(1-e ^ -x)(x + 1)dx#
として:
#d / dx(e ^ -x /(1-e ^ -x)(x + 1))= - (x * e ^ x + 1)/(e ^ x-1)^ 2#
積分区間では関数は厳密に減少しているので、その最大値 #M# のために起こる #x = ln2#:
#M (e ln 2 /(1 e ln 2))(ln 2 1) (1/2)/(1 1 / 2)(ln 2 1) (ln 2 1)#
その後:
#int_(ln2)^ 1 e ^(f(x))(x + 1)dx <= M(1-ln2)#
#int_(ln2)^ 1 e ^(f(x))(x + 1)dx <= 1-ln ^ 2 2#
回答:
これはもう一つです
説明:
#a)#
#e ^ f(x)+ f '(x)+ 1 = 0# #<=> ^(* e ^( - f(x))#
#1 + f '(x)e ^( - f(x))+ e ^( - f(x))= 0# #<=>#
#-f '(x)e ^( - f(x))= 1 + e ^( - f(x))# #<=>#
#(e ^( - f(x))) '= 1 + e ^( - f(x))# #<=>#
#(1 + e ^( - f(x))) '= 1 + e ^( - f(x))##<=> ^(x> 0)#
そうそこに #c##に##RR#, #1 + e ^( - f(x))= ce ^ x#
- #lim_(xto0)e ^( - f(x))= _(xto0、y - > - oo)^( - f(x)= u)lim_(uto-oo)e ^ u = 0#
そして #lim_(xto0)( - e ^( - f(x))+ 1)= lim_(xto0)ce ^ x# #<=>#
#c = 1#
したがって、
#1 + e ^( - f(x))= e ^ x# #<=>#
#e ^( - f(x))= e ^ x-1# #<=>#
#-f(x)= ln(e ^ x-1)# #<=>#
#f(x)= - ln(e ^ x-1)# #色(白)(aa)#, #x> 0#
#b)#
#int_ln2 ^ 1(e ^ f(x)(x + 1))dx <##ln(e-1)#
#f(x)= - ln(e ^ x-1)#,#x> 0#
#f '(x)= - e ^ x /(e ^ x-1)#
#-f '(x)= e ^ x /(e ^ x-1)> =(x + 1)/(e ^ x-1)# ''なし#=#''
- #int_ln2 ^ 1f '(x)dx> int_ln2 ^ 1(x + 1)/(e ^ x-1)dx# #<=>#
#int_ln2 ^ 1(x + 1)/(e ^ x-1)dx <## - f(x) _ ln2 ^ 1 = -f(1)+ f(0)= ln(e-1)#
しかし我々は持っています
#e ^ f(x)(x + 1)= e ^( - ln(e ^ x-1))(x + 1)=(x + 1)/(e ^ x-1)#
など 、 #int_ln2 ^ 1(x + 1)e ^ f(x)dx <##ln(e-1)#