要证明不等式 \( lnx \geq x - 1 \),我们可以构造一个辅助函数 \( f(x) = lnx - (x - 1) \),然后分析这个函数的性质。
首先,计算 \( f(x) \) 的导数:
\[ f'(x) = \frac{1}{x} - 1 \]
接下来,找出 \( f'(x) = 0 \) 的点:
\[ \frac{1}{x} - 1 = 0 \]
\[ \frac{1}{x} = 1 \]
\[ x = 1 \]
然后,分析 \( f'(x) \) 的符号:
- 当 \( x < 1 \) 时,\( \frac{1}{x} > 1 \),所以 \( f'(x) > 0 \),函数 \( f(x) \) 在 \( (0, 1) \) 区间内是递增的。
- 当 \( x > 1 \) 时,\( \frac{1}{x} < 1 \),所以 \( f'(x) < 0 \),函数 \( f(x) \) 在 \( (1, +\infty) \) 区间内是递减的。
由于 \( f(x) \) 在 \( x = 1 \) 处取得局部极大值,我们计算 \( f(1) \):
\[ f(1) = ln1 - (1 - 1) = 0 \]
因此,对于所有 \( x > 0 \),有 \( f(x) \geq 0 \),即 \( lnx \geq x - 1 \)。
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