已知f"(x)<0,f(0)=0,试证:对任意的两正数x1和x2,恒有f(x1+x2)<f(x1)+f(x2)成立.

admin2017-04-24  64

问题 已知f"(x)<0,f(0)=0,试证:对任意的两正数x1和x2,恒有f(x1+x2)<f(x1)+f(x2)成立.

选项

答案不妨设x1≤x2,由拉格朗日中值定理可知 f(x1)一 f(0)=f’(c1)x1 (0<c1<x1) f(x1+x2)一f(x2)=f’(c2)x1 (x2<c2<x1+x2) 又f"(x)<0,则f’(x)单调减少,故f’(c2)<f’(c1),而x1>0 则 f(x1+x2) 一 f(x2)<f(x1)一f(0) 又f(0)=0,则 f(x1+x2)<f(x1)+f(x2) 令F(x)=f(x+x2) 一f(x) 则 F’(x)=f’(x+ x2) 一 f’(x)=x2f"(ξ)<0 (x<ξ<x+x2) 所以F(x)单调减少,从而F(x1)≤F(0) 即 f(x1+x2)一f(x1)≤f(x2) 一f(0)=f(x2) 故 f(x1+x2)≤f(x1)+f(x2).

解析
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