设f"(x)<0,f(0)=0.证明对任何x1>0,x2>0,有f(x1+x2)<f(x1)+f(x2).
参考答案:[证法1] 用拉格朗日中值定理,不妨设x2>x1>0,要证的不等式是
f(x1+x2)<f(x1)+f(x2).
在[0,x1]上用中值定理,有
f(x1)=f’(0)=f’(ξ)x1,0<ξ<x1.
在[x1,x1+x2]上用中值定理,又有
f(x1+x2)-f(x2)=f’(η)x1,x2<η<x1+x2.
由f"(x)<0,f’(x)单调减,而ξ<x1<x2<η,有f’(ξ)>f’(η).由此
f(x1+x2)-f(x2)<f(x1)-f(0)=f(x1).
[证法2] 用函数不等式来证明.要证
f(x1+x)<f(x1)+f(x),x>0,
令φ(x)=f(x1)+f(x)-f(x1+x),则φ’(x)=f’(x)-f’(x1+x).
由f"(x)<0,f’(x)单调减,f’(x)>f’(x1+x),φ’(x)>0,由此,
φ(x)>φ(0)=f(x1)+f(0)-f(x1)=0(x>0).
改x为x2即得证.
解析:[考点提示] 微分中值定理的应用.