Unde sunt acum problemele cu functia f(x) = x / arctan(x) ?
(a) Se calculeaza usor m = limita lui f(x)/x pentru x la infinit.
De asemenea, diferenta f(x) - mx ...
(b) Functia data este para. Ajunge sa ne uitam la ea pentru x>0. (Zeroul ne-a fost scos cu generozitate din domeniu. Aceasta generozitate ne obliga la (c) sa consideram doar subintrevale ale semiaxei descise pozitive respectiv negative.)
Derivam, ne uitam la formula lui f'(x) si ajungem repede la concluzia ca trebuie sa studiem semnul derivatei
pentru x>0. Avem g(0)=0. Daca derivam dam de
Deci g este strict crescatoare pe [ 0, oo ) , deci g(x) > g(0) = 0 pe ( 0, oo ),
deci f este o functie strict crescatoare pe semiaxa reala pozitiva.
(c) Derivata secunda a lui f pare a fi
Pentru x>0 vedem repede ca avem f''(x)>0. (Studiem de exemplu u(x)=x-arctan(x) ca la (b), avem u(0)=0 si derivata u'(x) = ... >0 pe (0,oo).)
(d) In sfarsit, ni se cere inegalitatea f(7)+f(2) > f(4)+f(5) .
Pentru aceasta il scriem pe 4 sub forma p.2 + q.7 cu p+q=1 .
Convexitatea stricta ne da o inegalitate (Jensen)...
f(4) = f(p.2+q.7) < p.f(2)+q.f(7) .
Apoi il scriem pe 5 sub forma... q.2+p.7 si mai dam de o inegalitate.
Adunam...