Xét:f(x)=x2n(1−x)=x2n−x2n+1,x∈(0,1)
f′(x)=2n.x2n−1−(2n+1)x2n (vì x∈(0,1))
f′(x)=0⇔x=2n2n+1
Bảng biến thiên:
⇒x2n(1−x)≤(2n2n+1)2n.12n+1,∀x∈(0,1)
Do đó để chứng minh:
xn√1−x<1√2ne⇔x2n(1−x)<12ne
Ta sẽ chứng minh:
(2n2n+1)2n.12n+1<12ne
⇔(1+12n)2n+1>e
⇔(1+1k)k+1>e(k=2n>0)(∗)
Xét: g(x)=lnx,x>0
g′(x)=1x
Theo định lý Lagrange: ∃c∈(k,k+1):
g(k+1)−g(k)=g′(c).(k+1−k)=g′(c)=1c>1k+1
⇒lnk+1k>1k+1
⇒ln(1+1k)k+1>1
⇒(1+1k)k+1>e
⇒(∗) đúng.⇒ (ĐPCM)