关于不等式$e^x\leq x+e^{9x^2/16}$的证明方法及满足$e^x\leq x+e^{cx^2}$的最小c值求解问询
关于不等式$e^x\leq x+e{9x2/16}$的证明方法及满足$e^x\leq x+e{cx2}$的最小$c$值求解问询
大家好,我最近在研读Wainwright, M. J. (2019)的《High-dimensional statistics: A non-asymptotic viewpoint》(剑桥大学出版社,第48卷)时,在第47页看到作者直接使用了这样一个不等式:
$e^x\leq x+e{9x2/16}$
我想请教各位,有没有什么靠谱的方法可以证明这个不等式?
另外提一句,我之前见过不少关于类似不等式$e^x\leq x+e{x2}$的优秀证明思路,但这个带9/16系数的版本,我还没找到合适的证明方式。
我自己试着分析了函数$f(x)=x+e{9x2/16}-e^x$,发现它的一阶导数存在多个根:
- 一阶导数的表达式:$f'(x)=\frac{9xe{\frac{9x2}{16}}}{8}+1-e^x$
- 从导数的图像来看,它有三个根:0、0.41490879、0.54479289
除此之外,我还有个延伸问题想请教:能不能找到满足不等式$e^x\leq x+e{cx2}$的最小常数$c$?我试了几个小于9/16的$c$值,发现居然也能让不等式成立,所以想确认一下这个最小的$c$到底是多少。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Lee Jelly
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