用微分中值定理证明(说个思路)
(1)设f(x)=arctanx, 则f'(x)=1/(1+x^2)>0
不失一般性,设b0
即(arctana-arctanb)/(a-b)>0
因为f(x)单调递增,所以|arctanb-arctana|>|b-a|
原式成立
(2)设f(x)=lnx(x>0)
f'(x)=1/x, f(x)在(b,a)内满足中值定理条件,所以
在(b,a)内存在c, [f(a)-f(b)]/(a-b)=1/c
又0<b<c<a, 所以1/a<1/c<1/b
所以1/a<[f(a)-f(b)]/(a-b)<1/b
所以(a-b)/a<ln(a/b)<(a-b)/b
(3)设f(x)=x^n
f'(x)=nx^(n-1), f(x)在(b,a)内满足中值定理条件,所以
在(b,a)内存在c, [f(a)-f(b)]/(a-b)=nc^(n-1)
又0<b<c<a, 所以nb^(n-1)<nc^(n-1)<na^(n-1)
所以nb^(n-1)<[f(a)-f(b)]/(a-b)<na^(n-1)
所以n(a-b)b^(n-1)<a^n-b^n<n(a-b)a^(n-1)
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