构造分式函数,利用分式函数的单调性证明不等式.docx
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构造分式函数,利用分式函数的单调性证明不等式构造分式函数,利用分式函数的单调性证明不等式构造分式函数,利用分式函数的单调性证明不等式设f(x)在[0,1]上连续,且∫f(x)dx=0,∫xf(x)dx=1(两个积分都是在0-1上的积分),求证存在一点X∈[0,1]使∣f(x)∣>4反证法证明:∵∫f(x)dx=0,∫xf(x)dx=1∴∫[x-(1/2)]f(x)dx=∫xf(x)dx-(1/2)∫f(x)dx=1设在[0,1]上处处有|f(x)|<4则∫[x-(1/2)]f(x)dx<=∫|[x-(1/2)]f(x)|dx<4∫|x-(1/2)|dx(积分区间[0,1])=4*{∫[(1/2)-x]dx+∫[x-(1/2)]dx}(积分区间分别为[0,1/2]和[1/2,1])=4*{-(1/2)[0-(1/2)^2]+(1/2)[(1/2)^2-0]=4*(1/2)(1/4+1/4)=1即∫[x-(1/2)]f(x)dx<1,与∫[x-(1/2)]f(x)dx=1矛盾设在[0,1]上处处有|f(x)|=4∵f(x)在[0,1]上连续∴f(x)在[0,1]上恒等于4或f(x)在[0,1]上恒等于-4显然与∫f(x)dx=0矛盾故以上两个假设均不成立。∴必存在一点X∈[0,1]使∣f(x)∣>4原不等式等价于ln(b/a)>2(b/a-1)/(b/a+1)由于b>a>0,令b/a=x,x>1不等式化为lnx>2(x-1)/(x+1)即lnx>2-4/(x+1)建立辅助函数f(x)=lnx+4/(x+1),x>1f'=1/x-4/(x+1)^2=[(x+1)^2-4x]/[x(x+1)^2]=(x-1)^2/[x(x+1)^2]>0所以f(x)在[1,+∞)上单调递增,所以,当x>1时f(x)>f(1),而f(1)=2所以lnx+4/(x+1)>2原不等式成立!令f(x)=ln(x/a)-2(x-a)/(x+a),a>0,x>0,则f'(x)=1/x-4a/(x+a)^2=[(x-a)^2]/[x(x+a)^2],当x>a时,总有f'(x)>0,所以f(x)在[a,+∞)上单调增加,当b>a时,总有f(b)>f(a)=0,即ln(b/a)>2(b-a)/(b+a).你那个符号我打不出来,就用c代替了埃设F(x)的导数是f(x)。情况1:f(x)恒大于0。要证的是:∫(上c下a)f(x)dx=3∫(上b下c)f(x)dx。→F(c)-F(a)=3F(b)-F(c)。→F(c)=[3F(b)+F(a)]/4。因为f(x)单调递增,易知F(x)也是单调递增的`。则容易得到F(a)<[3F(b)+F(a)]/4f(x)在[0,1]上单调递减,证明当x属于(0,1)时,x*[F(1)-F(0)]<=F(x)-F(0)这个题目有问题,你所说的这种情况还要保证f(x)的2阶导数小于0!你可以把X移过去这样两边就是斜率的表达式,可以作图观察,在图是凹的情况下不成立,在凸的情况下成立!在凸的情况下,你可以令G(X)=(F(X)-F(0))/X然后对GX求导通过GX的单调性证明。