一道函数不等式
已知 $x\in \left(0,\dfrac \pi 2\right)$,求证:$\sin {\sqrt x}<\sqrt {\sin x}$.
令 $t=\sqrt x$ ,则 $t\in \left(0,\sqrt {\dfrac \pi 2}\right)$,欲证不等式即$$\sin ^2 t<\sin {t^2}.$$
1°若 $1\leqslant t \leqslant \sqrt{\dfrac \pi 2}$,则 $t^2\geqslant t$,从而$$\sin {t^2} \geqslant \sin t > \sin ^2 t.$$
2°若 $0<t<1$,则$t^2<t$.令 $f(t)=\sin {t^2}-\sin ^2 t$,则$$f'(t)=2t\cos t^2 - 2\sin t \cos t.$$
由于 $t>\sin t$ 且 $\cos t^2>\cos t$,于是 $f'(t)>0$,又 $f(0)=0$,因此原不等式成立.
综合1°2°,原不等式得证.
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