Math Problem Statement

Pro které z níže uvedených funkcí platí: f(x)≥sinx, pro všechna x>0. 7sinx ex cosx x9 2−x

Solution

Abychom určili, které z funkcí splňují podmínku f(x)sinxf(x) \geq \sin x pro všechna x>0x > 0, je třeba porovnat každou funkci s funkcí sinx\sin x v daném intervalu. Analyzujme jednotlivé případy:

1. f(x)=7sinxf(x) = 7\sin x

f(x)=7sinxsinxpro vsˇechna x>0.f(x) = 7\sin x \geq \sin x \quad \text{pro všechna } x > 0. Tato nerovnost platí, protože 7sinx7\sin x je vždy větší nebo rovno sinx\sin x.

Výsledek: Platí.


2. f(x)=exf(x) = e^x

f(x)=exasinxpro vsˇechna x>0.f(x) = e^x \quad \text{a} \quad \sin x \quad \text{pro všechna } x > 0. Pro malé hodnoty xx (například x0+x \to 0^+), máme ex>sinxe^x > \sin x, protože sinx\sin x roste pomaleji než exe^x a sinx\sin x zůstává omezené mezi 1-1 a 11. exe^x je vždy větší než sinx\sin x pro x>0x > 0.

Výsledek: Platí.


3. f(x)=cosxf(x) = \cos x

Pro x>0x > 0, cosx\cos x osciluje mezi 11 a 1-1. U většiny hodnot x>0x > 0, například v okolí π/2\pi/2, je cosx<sinx\cos x < \sin x.

Výsledek: Neplatí.


4. f(x)=x9f(x) = x^9

Pro x>0x > 0, funkce x9x^9 roste velmi rychle, ale pro velmi malé hodnoty xx, například x0+x \to 0^+, je x9<sinxx^9 < \sin x. To znamená, že nerovnost neplatí v celém intervalu x>0x > 0.

Výsledek: Neplatí.


5. f(x)=2xf(x) = 2 - x

Funkce 2x2 - x je lineární a klesá. Pro dostatečně velké xx, například x>2x > 2, je 2x<sinx2 - x < \sin x. Proto nerovnost neplatí pro všechna x>0x > 0.

Výsledek: Neplatí.


Shrnutí

Funkce, které splňují podmínku f(x)sinxf(x) \geq \sin x pro všechna x>0x > 0, jsou:

  1. 7sinx7\sin x,
  2. exe^x.

Máte zájem o podrobnější vysvětlení?

Další otázky:

  1. Jak se liší vlastnosti funkcí exe^x a sinx\sin x na intervalu x>0x > 0?
  2. Proč funkce cosx\cos x nesplňuje danou podmínku?
  3. Jak ovlivňuje tvar funkce x9x^9 její hodnoty pro x0+x \to 0^+?
  4. Kdy funkce 2x2 - x přestává být větší nebo rovna sinx\sin x?
  5. Existuje jiná funkce než exe^x a 7sinx7\sin x, která by splňovala tuto nerovnost?

Tip: Uvažování o růstu a mezích funkcí může pomoci rychleji rozhodnout o platnosti nerovností.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Inequalities
Trigonometric Functions
Exponential Functions
Polynomial Functions
Cosine Function

Formulas

f(x) ≥ sin(x)

Theorems

Inequality Analysis
Behavior of Exponential and Trigonometric Functions

Suitable Grade Level

Grades 10-12