设f(x)∈C[a,b],在(a,b)内二阶可导,且f''(x)≥0,φ(x)是区间[a,b]上的非负连续函数,且∫ a b φ(x)dx=1.证明:∫ a b f(x)φ(x)dx≥f∫ a b xφ(x)dx].
【正确答案】正确答案:因为f''(x)≥0,所以有f(x)≥f(x 0 )+f'(x 0 )(x-x 0 ). 取x 0 =∫ a b xφ(x)dx,因为φ(x)≥0,所以aφ(x)≤xφ(x)≤bφ(x),又∫ a b φ(x)dx=1, 于是有a≤∫ a b xφ(x)dx=x 0 ≤b. 把x 0 =∫ a b xφ(x)dx代入f(x)≥f(x 0 )+f'(x 0 )(x-x 0 )中,再由φ(x)≥0,得 f(x)φ(x)≥f(x 0 )φ(x)+f'(x 0 )[xφ(x)-x 0 φ(x)], 上述不等式两边再在区间[a,b]上积分,得∫ a b f(x)φ(x)dx≥f[∫ a b xφ(x)dx].
【答案解析】