问答题 设f(x)在闭区间[0,c]上连续,其导数f'(x)在开区间(0,c)内存在且单调递减,f(0)=0.试证明: f(a+b)≤f(a)+f(b),其中常数a,b满足条件0≤a≤b≤a+b≤c.
【正确答案】正确答案:方法一 用拉格朗日中值定理. 当a=0时,等号成立. 当a>0时,因f(x)在区间[0,a]及[b,a+b]上满足拉格朗日中值定理,所以存在ξ 1 ∈(0,a), ξ 0 ∈(b,a+b),ξ 1 <ξ 2 ,使得 |f(a+b)一f(b)]一[f(a)一f(0)]=af'(ξ 2 )一af'(ξ 1 ). 因为f'(x)在(0,c)内单调递减,所以f'(ξ 2 )≤f'(ξ 1 ),于是 [f(a+b)一f(b)]一[f(a)一f(0)]≤0, 即f(a+b)≤f(a)+f(b). 方法二 用函数的单调性. 将f(a+b)一f(b)一f(a)中的b改写为x,构造辅助函数 F(x)=f(a+x)一f(x)一f(a),x∈[0,b], 显然F(0)=0,又因为f'(x)在(0,c)内单调递减,所以 F'(x)=f'(a+x)一f'(x)≤0, 于是有F(b)≤F(0)=0,即f(a+b)一f(b)一f(a)≤0,即f(a+b)≤f(a)+f(b).
【答案解析】