数学考研题目讲解

更新时间:2025-11-20 22:39:52
最佳答案

在数学考研中,一道典型的题目可能是:

题目:设函数$f(x) = \frac{1}{1+x^2}$,求证:对于任意实数$x$,都有$f(x) + f(1/x) \leq 2$。

解题步骤:

1. 分析函数性质:首先,观察函数$f(x)$,可以发现它是一个偶函数,即$f(x) = f(-x)$。这是因为$x^2$在$x$的正负值下均保持不变。

2. 应用不等式:为了证明题目中的不等式,我们可以考虑使用基本不等式。由于$x^2 + \frac{1}{x^2} \geq 2$(根据算术平均数-几何平均数不等式),我们可以得到:

$$f(x) + f(1/x) = \frac{1}{1+x^2} + \frac{1}{1+\frac{1}{x^2}} = \frac{1}{1+x^2} + \frac{x^2}{x^2+1} = \frac{1+x^2}{1+x^2} = 1 + \frac{x^2}{1+x^2}.$$

3. 进一步分析:现在,我们需要证明$1 + \frac{x^2}{1+x^2} \leq 2$。为了做到这一点,我们可以将不等式重新排列:

$$1 + \frac{x^2}{1+x^2} \leq 2 \Leftrightarrow \frac{x^2}{1+x^2} \leq 1 \Leftrightarrow x^2 \leq 1+x^2 \Leftrightarrow 0 \leq 1.$$

这个不等式显然是成立的。

4. 结论:因此,我们证明了对于任意实数$x$,都有$f(x) + f(1/x) \leq 2$。

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