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Ejercicios de Cálculo
← 5.1 Análisis de crecimiento

Demostrar una desigualdad con la derivada

Tema
5. Aplicaciones de la derivada › 5.1 Análisis de crecimiento
Dificultad
Avanzado
Método
Mínimo absoluto de una función auxiliar

Demuestra que ex≥1+xe^{x} \ge 1 + x para todo x∈Rx \in \mathbb{R}.

Ver solución
  1. Definimos g(x)=ex−1−xg(x) = e^{x} - 1 - x. Hay que probar que g(x)≥0g(x) \ge 0 para todo xx.
  2. g′(x)=ex−1g'(x) = e^{x} - 1, que es negativa para x<0x < 0 (porque ex<1e^{x} < 1), nula en x=0x = 0 y positiva para x>0x > 0.
  3. Entonces gg decrece en (−∞,0)(-\infty, 0) y crece en (0,∞)(0, \infty), y su mínimo absoluto está en x=0x = 0: g(0)=1−1−0=0g(0) = 1 - 1 - 0 = 0.
  4. Por lo tanto g(x)≥g(0)=0g(x) \ge g(0) = 0 para todo xx, es decir, ex≥1+xe^{x} \ge 1 + x, con igualdad solo en x=0x = 0. Geométricamente, la recta y=1+xy = 1 + x es la tangente a y=exy = e^{x} en x=0x = 0 y queda por debajo de la curva.

Resultado final: ex≥1+xe^{x} \ge 1 + x para todo xx, con igualdad solo en x=0x = 0.