设g(x)=e x ,f(x)=g[λx+(1-λ)a]-λg(x),其中a,λ是常数,且0<λ<1.

设g(x)=e x ,f(x)=g[λx+(1-λ)a]-λg(x),其中a,λ是常数,且0<λ<1.
(1)求函数f(x)的极值;
(2)证明:对任意正数a,存在正数x,使不等式 |
e x -1
x
-1|<a
成立;
(3)设 λ 1 λ 2 R + ,且λ 1 2 =1,证明:对任意正数a 1 ,a 2 都有:
a λ 1 1
+a λ 2 2
λ 1 a 1 + λ 2 a 2
泪小麦芽 1年前 已收到1个回答 举报

rzh_300d_yu4ae4 花朵

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(1)∵f′(x)=λg[λx+(1-λ)a]-λg′(x),-----------------(1分)
由f′(x)>0得,g[λx+(1-λ)a]>g′(x),
∴λx+(1-λ)a>x,即(1-λ)(x-a)<0,解得x<a,-----------------(3分)
故当x<a时,f′(x)>0;当x>a时,f′(x)<0;
∴当x=a时,f(x)取极大值,但f(x)没有极小值.-----------------(4分)
(2)∵ |
e x -1
x -1|=|
e x -x-1
x | ,
又当x>0时,令h(x)=e x -x-1,则h′(x)=e x -1>0,
故h(x)>h(0)=0,
因此原不等式化为
e x -x-1
x <a ,即e x -(1+a)x-1<0,-----------------(6分)
令g(x)=e x -(1+a)x-1,则g′(x)=e x -(1+a),
由g′(x)=0得:e x =(1+a),解得x=ln(a+1),
当0<x<ln(a+1)时,g′(x)<0;当x>ln(a+1)时,g′(x)>0.
故当x=ln(a+1)时,g(x)取最小值g[ln(a+1)]=a-(1+a)ln(a+1),---------------(8分)
令s(a)=
a
1+a -ln(1+a) ,则s′(a)=
1
(1+a ) 2 -
1
1+a =-
a
(1+a ) 2 <0 .
故s(a)<s(0)=0,即g[ln(a+1)]=a-(1+a)ln(a+1)<0.
因此,存在正数x=ln(a+1),使原不等式成立.-----------------(10分)
(3)对任意正数a 1 ,a 2 ,存在实数x 1 ,x 2 使a 1 =e x 1 ,a 2 =e x 2 ,
则 a 1 λ 1 • a 2 λ 2 = e λ 1 x 1 • e λ 2 x 2 , λ 1 a 1 + λ 2 a 2 = λ 1 e x 1 + λ 2 e x 2 ,
原不等式
a λ 1 1
•a λ 2 2 ≤ λ 1 a 1 + λ 2 a 2 ⇔ e λ 1 x 1 + λ 2 x 2 ≤ λ 1 e x 1 + λ 2 e x 2 ,
⇔g(λ 1 x 1 2 x 2 )≤λ 1 g(x 1 )+λ 2 g(x 2 )-----------------(14分)
由(1)f(x)≤(1-λ)g(a)
故g[λa+(1-λ)a]≤λg(x)+(1-λ)g(a)
令x=x 1 ,a=x 2 ,λ=λ1,1-λ=λ 2
从而g(λ 1 x 1 2 x 2 )≤λ 1 g(x 1 )+λ 2 g(x 2
故 e λ 1 x 1 + λ 2 x 2 ≤ λ 1 e x 1 + λ 2 e x 2 成立,得证(14分)

1年前

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