问题 填空题
设f(x)为定义在区间I上的函数.若对I上任意两点x1,x2(x1≠x2)和实数λ∈(0,1),总有f(λx1+(1-λ)x2)<λf(x1)+(1-λ)f(x2),则称f(x)为I上的严格下凸函数.若f(x)为I上的严格下凸函数,其充要条件为:对任意x∈I有f(x)>0成立(f(x)是函数f(x)导函数的导函数),则以下结论正确的有______.
①f(x)=
2x+2014
3x+7
,x∈[0,2014]是严格下凸函数.
②设x1,x2∈(0,
π
2
)且x1≠x2,则有tan(
x1+x2
2
)>
1
2
(tanx1+tanx2)

③若f(x)是区间I上的严格下凸函数,对任意x0∈I,则都有f(x)>f′(x0)(x-x0)+f(x0
④f(x)=
1
6
x3
+sinx,(x∈(
π
6
π
3
))是严格下凸函数.
答案

①因为f(x)=

2x+2014
3x+7
=
2
3
(3x+7)+2014-
14
3
3x+7
=
2
3
+
6028
9x+21
,所以f'(x)=-
6028×9
(9x+21)2
=-
6028
(3x+7)2

所以f(x)=

2×3×6028
(3x+7)3
,当x∈[0,2014]时,f(x)>0恒成立,所以①正确.

②若x1=

π
3
x2=
π
6
,则
1
2
(tanx1+tanx2)=
1
2
(tan
π
3
+tan
π
6
)=
1
2
(
3
3
+
3
)=
2
3
3
,而
1
2
(tan⁡
x1+x2
2
=tan⁡
π
3
+
π
6
2
)=tan⁡
π
4
=1

所以有tan(

x1+x2
2
)>
1
2
(tanx1+tanx2)不成立,所以②错误.

③因为f(x)=x2为严格下凸函数,则f'(x)=2x,f(x)=2>0恒成立,当x0=1时,f′(1)=2,f(1)=1,

此时不等式等价为,f(x)>2(x-1)+1=2x-1,当x=0时,f(0)=0>-1不成立,所以③错误.

④若f(x)=

1
6
x3+sinx,则f'(x)=
1
2
x2+cosx
,f(x)=x-sinx,当x∈[
π
6
π
3
],设y=x-sinx,则y'=1-cosx≥0,所以函数f(x)=x-sinx单调递增,

所以f

π
6
)=
π
6
-sin
π
6
=
π
6
-
1
2
>0
),所以f(x)=
1
6
x3
+sinx,(x∈(
π
6
π
3
))是严格下凸函数,所以④正确.

故答案为:①④.

选择题
问答题 论述题