题目内容
(理)如果f(x)在某个区间I内满足:对任意的x1、x2∈I,都有[f(x1)+f(x2)]≥f(
),则称f(x)在I上为下凸函数.
已知函数f(x)=-alnx.
(1)证明当a>0时,f(x)在(0,+∞)上为下凸函数;
(2)若f′(x)为f(x)的导函数,且x∈[,2]时,|f′(x)|<1,求实数a的取值范围.
(文)如果f(x)在某个区间I内满足:
对任意的x1、x2∈I,都有[f(x1)+f(x2)]≥f(
),则称f(x)在I上为下凸函数,已知函数f(x)=ax2+x.
(1)证明当a>0时,f(x)在R上为下凸函数;
(2)若x∈(0,1)时,|f(x)|≤1,求实数a的取值范围.
(理)(1)证明:任取x1、x2∈(0,+∞),
则[f(x1)+f(x2)]
=[
-alnx1+
-alnx2]
=-aln
,
,
∵x12+x22≥2x1x2,∴(x1+x2)2≥4x1x2.
又x1>0,x2>0,∴.
又≥
,a>0,
∴-aln≥-aln
,
即[f(x1)+f(x2)]≥f(
).
∴f(x)为(0,+∞)上的下凸函数.
(2)解:f′(x)=,
∵|f′(x)|<1,即||<1,
∴-(x+)<a<x-
.
∵x∈[,2]时,|f′(x)|<1恒成立,
∴a∈(-2,).
(文)(1)证明:f(x1)+f(x2)-2f()
=ax12+x1+ax22+x2-2[a()2-
]
=,
∵a>0,∴[f(x1)+f(x2)]≥f(
).
∴当a>0时,f(x)为R上的下凸函数.
(2)解:∵|f(x)|≤1,
∴-1≤ax2+x≤1,
≤a≤
.
∵x∈(0,1),
∴-2≤a≤0.
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