题目内容

已知函数f(x)=-x2+2x,对于正实数a,b,有下列四个不等式,①f(
a+b
2
)≥f(
ab
)
;②f(
a2+b2
ab
)≤f(2)
;③f(
ab
a+b
)≥f(
1
2
)
f(-a-
1
a
)≤f(-2)
.其中一定成立的不等式是
②④
②④
.(填序号)
分析:利用基本不等式,比较每组中自变量的大小关系,利用函数f(x)=-x2+2x的单调性逐个判断即可.
解答:解:∵f(x)=-(x-1)2+1,为开口向下的抛物线,对称轴x=1,当x<1时,y=f(x)单调递增,当x>1时,y=f(x)单调递减.
∴对于①,若a>1,b>1,则
a+b
2
>1,
ab
>1,
a+b
2
ab
>1,f(x)=-(x-1)2+1在[1,+∞)上单调递减,
∴f(
a+b
2
)≤f(
ab
),故①错误;
对于②,∵
a2+b2
ab
2ab
ab
=2,f(x)=-(x-1)2+1在[1,+∞)上单调递减,
∴f(
a2+b2
ab
)≤f(2),即②正确;
对于③,同理可知0<
ab
a+b
1
2

∵f(x)=-x2+2x在(-∞,1]上单调递增,
∴f(
ab
a+b
)≤f(
1
2
),故③错误;
对于④,∵a>0,
∴a+
1
a
≥2,
∴-a-
1
a
≤-2,
∵f(x)=-x2+2x在(-∞,1]上单调递增,
∴f(-a-
1
a
)≤f(-2),故④正确.
综上:其中一定成立的不等式是②④.
故答案为:②④.
点评:本题考查命题的真假判断与应用,着重考查函数单调性的应用,突出考查基本不等式的运用,考查分析、运算能力,属于中档题.
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