题目内容
定义域为
的函数
,如果对于区间
内
的任意两个数
、
都有
成立,则称此函数在区间
上是“凸函数”.
(1)判断函数
在
上是否是“凸函数”,并证明你的结论;
(2)如果函数
在
上是“凸函数”,求实数
的取值范围;
(3)对于区间
上的“凸函数”
,在
上任取
,
,
,……,
.
① 证明:当
(
)时,
成立;
② 请再选一个与①不同的且大于1的整数
,
证明:
也成立.
解:(1)设
,
是
上的任意两个数,则
![]()
![]()
.
函数
在
上是 “凸函数”.
(2)对于
上的任意两个数
,
,均有
成立,即
,整理得
![]()
若
,
可以取任意值.
若
,得
,![]()
,![]()
.
综上所述得
.
(3)①当
时由已知得
成立.
假设当![]()
时,不等式成立即
成立.
那么,由
,![]()
得![]()
![]()
![]()
.
即
时,不等式也成立.根据数学归纳法原理不等式得证.
②比如证明
不等式成立.由①知
,
,
,
,
有
成立.
![]()
,
,
,
,
![]()
![]()
,
从而得
.
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