a)Xét: f(x)=x−sinx
f′(x)=1−cosx>0,∀x∈(0,π2)
⇒f(x)>f(0)=0,∀x∈(0,π2)
Vậy:x>sinx,∀x∈(0,π2)
b)Xét: g(x)=sinx−x+x36
g′(x)=cosx−1+x22
=−2sin2x2+x22=12[(x2)2−(sinx2)2]>0
(do câu a)
⇒g(x)>g(0),∀x∈(0,π2)
Mà g(0)=0.Vậy: sinx>x−x36,∀x∈(0,π2)
c)Theo (b): (sinxx)3>(1−x26)3
Mà:0<x<π2⇒x2<9
⇒x424>x6216
⇒1−x22+x412−x424<1−x22+x412−x6216=(1−x26)3
⇒1−x22+x424<(sinxx)3(1)
Hơn nữa:
Xét h(x)=1−x22+x424−cosx
⇒h′(x)=−x+x36+sinx=sinx−(x−x36)
⇒h″
h'''(x)=-sinx+x>0, \forall x\in(0;\frac{\pi}{2}) (theo câu a)
\Rightarrow h''(x)>h''(0)=0,\forall x \in (0,\frac{\pi}{2})\Rightarrow h'(x)>h'(0)=0
\Rightarrow h(x)>h(0)=0, \forall x\in(0;\frac{\pi}{2})
\Rightarrow \cos x<1-\frac{x^{2}}{2}+\frac{x^{4}}{24}, \forall x \in (0,\frac{\pi}{2}) (2)
Từ (1) và (2) \Rightarrow ( \frac{\sin x}{x} ) ^{3} >\cos x
\Rightarrow (ĐPCM)