已知函数f(x)=x的平方+(2/X)+alnX(X>0),f(x)导函数是f'(x).对任意两个不等的正数X1,X2,证明:(1)当a小于等于0时,{[f(X1)+f(X2)]/2}>f[(X1+X2)/2](2)当a小于等于4时,|f'(x1)-f'(x2)|>|x1-x2|

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/30 01:43:52
已知函数f(x)=x的平方+(2/X)+alnX(X>0),f(x)导函数是f'(x).对任意两个不等的正数X1,X2,证明:(1)当a小于等于0时,{[f(X1)+f(X2)]/2}>f[(X1+X2)/2](2)当a小于等于4时,|f'(x1)-f'(x2)|>|x1-x2|

已知函数f(x)=x的平方+(2/X)+alnX(X>0),f(x)导函数是f'(x).对任意两个不等的正数X1,X2,证明:(1)当a小于等于0时,{[f(X1)+f(X2)]/2}>f[(X1+X2)/2](2)当a小于等于4时,|f'(x1)-f'(x2)|>|x1-x2|
已知函数f(x)=x的平方+(2/X)+alnX(X>0),f(x)导函数是f'(x).对任意两个不等的正数X1,X2,证明:
(1)当a小于等于0时,{[f(X1)+f(X2)]/2}>f[(X1+X2)/2]
(2)当a小于等于4时,|f'(x1)-f'(x2)|>|x1-x2|

已知函数f(x)=x的平方+(2/X)+alnX(X>0),f(x)导函数是f'(x).对任意两个不等的正数X1,X2,证明:(1)当a小于等于0时,{[f(X1)+f(X2)]/2}>f[(X1+X2)/2](2)当a小于等于4时,|f'(x1)-f'(x2)|>|x1-x2|
{[f(X1)+f(X2)]/2}-f[(X1+X2)/2]
=(x1^2+2/x1+alnx1+x2^2+2/x2+alnx2)/2-[(x1+x2)^2/4+2/(x1+x2)/2+aln(x1+x2)/2]
=[(x1^2+x2^2)/2-(x1+x2)^2/4)]+[(2/x1+2/x2)/2-2/(x1+x2)/2)]+[(alnx1+alnx2)/2-aln(x1+x2)/2]
[(x1^2+x2^2)/2-(x1+x2)^2/4)]=(x1-x2)^2/4≥0
(2/x1+2/x2)/2-2/(x1+x2)/2)=(x1-x2)^2/[x1x2(x1+x2)]≥0
(alnx1+alnx2)/2-aln(x1+x2)/2=aln[√(x1x2)/(x1+x2)/2]
当x1,x2>0
显然(x1+x2)/2≥2√(x1x2)/2=√(x1x2)
所以ln[√(x1x2)/(x1+x2)/2]<=ln1=0
当a<=0时,aln[√(x1x2)/(x1+x2)/2]≥0
所以
{[f(X1)+f(X2)]/2}-f[(X1+X2)/2]≥0
则{[f(X1)+f(X2)]/2}>f[(X1+X2)/2]
|f'(x1)-f'(x2)|=2x1-2/x1^2+a/x1-(2x2-2/x2^2+a/x2)|
=|2(x1-x2)-2(1/x1^2-1/x2^2)+a*(1/x1-1/x2)|
=|2+2(x1+x2)/x1^2x2^2-a/x1x2||x1-x2|

|2+2(x1+x2)/x1^2x2^2-a/x1x2|
=|2(x1^2x2^2+2(x1+x2)-ax1x2))/x1^2x2^2|
x1^2x2^2+2(x1+x2)-ax1x2≥x1^2x2^2+4√(x1x2)-ax1x2
当0a≤4时.
4√(x1x2)>ax1x2
则x1^2x2^2+2(x1+x2)-ax1x2≥x1^2x2^2+4√(x1x2)-ax1x2>=0
当x1x2>1时,
则x1^2x2^2+2(x1+x2)-ax1x2≥x1^2x2^2+4√(x1x2)-ax1x2
=(x1x2-a/2)^2+4√(x1x2)-a^2/4
x1x2>1,a≤4时,4√(x1x2)-a^2/4>0
所以,(x1x2-2)^2+4√(x1x2)-4>=0
则x1^2x2^2+4√(x1x2)-ax1x2>=0
则x1^2x2^2+2(x1+x2)-ax1x2≥0
即2(x1^2x2^2+2(x1+x2)-ax1x2))>=x1^2x2^2
综合得:|f'(x1)-f'(x2)|>|x1-x2|

我给你回答第一问:
f'(x).=2x-1/x^2+a/x
f"(x)=2+2/x^3-a/x^2
=2+1/x^2*(2/x-a)
当a小于等于零时,f"(x)恒大于等于零;所以f(x)为凹函数,所以得证!