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.