已知f(x)=x lnx,当a>0,b>0时,求证:f(a)+f(b)>=f(a+b)-(a+b)ln2

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/05 05:47:47
已知f(x)=x lnx,当a>0,b>0时,求证:f(a)+f(b)>=f(a+b)-(a+b)ln2

已知f(x)=x lnx,当a>0,b>0时,求证:f(a)+f(b)>=f(a+b)-(a+b)ln2
已知f(x)=x lnx,当a>0,b>0时,求证:f(a)+f(b)>=f(a+b)-(a+b)ln2

已知f(x)=x lnx,当a>0,b>0时,求证:f(a)+f(b)>=f(a+b)-(a+b)ln2
f(a+b)-(a+b)ln2=2f[(a+b)/2]
f(x)'=lnx+1
f(x)''=1/x
由题意得x>0
∴f(x)''>0
∴f(x)是下凸函数
根据中值定理,下凸函数[f(a)+f(b)]/2>=f[(a+b)/2]
∴f(a)+f(b)>=f(a+b)-(a+b)ln2
得证

证明:
∵当x>0时,f''(x)=1/x>0,
∴f(x)在(0,+∞)上是凹函数
1)当a≠b时, 不妨设a[f(a)+f(b)]/2 >f[(a+b)/2]

[alna+blnb]/2>[(a+b)/2 ]×ln[(a+b)/2],整理得:
alna+blnb>(a+b)ln[(a+b)/2]=(a+b)ln(a+b)-(...

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证明:
∵当x>0时,f''(x)=1/x>0,
∴f(x)在(0,+∞)上是凹函数
1)当a≠b时, 不妨设a[f(a)+f(b)]/2 >f[(a+b)/2]

[alna+blnb]/2>[(a+b)/2 ]×ln[(a+b)/2],整理得:
alna+blnb>(a+b)ln[(a+b)/2]=(a+b)ln(a+b)-(a+b)ln2
即f(a)+f(b)>f(a+b)-(a+b)ln2
2)当a=b时,
f(a)+f(b)=2f(a)=2alna
f(a+b)-(a+b)ln2=f(2a)-2aln2=2aln(2a)-2aln2=2aln(2a/2)=2alna
故f(a)+f(b)=f(a+b)-(a+b)ln2
于是由1)2)可得:
f(a)+f(b)>=f(a+b)-(a+b)ln2
证毕

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