问题 问答题

证明:(a+b)p≤ap+bp(a≥0,b≥0,0<p<1).

答案

参考答案:令f(x)=(1+x)p,g(x)=1+xp
f(0)=g(0)=1,f(x),g(x)连续 (x>0).
因为当x>0时,
[*]
所以有 f(x)<g’(x) (x>0).
又令 ψ(x)=f(x)-g(x),
于是有 ψ’(x)=f’(x)-g’(x)<0.
而 ψ(0)=f(0)-g(0)=0,
在[0,x]上,对ψ(x)应用拉格朗日定理,
有 ψ(x)=ψ(x)-ψ(0)=ψ’(ξ)(x-0)<0,ξ∈(0,x).
即当x>0时,ψ(x)=f(x)-g(x)<0,亦即当x>0时,f(x)<g(x).
因此,(1+z)p<1-xp (x>0).
[*]
所以,(a+b)p<ap+bp
(原式中等号仅当a与b中至少有一个为零时成立.)

解析:

[分析]: 当a=0或b=0时,原式显然成立.
设a>0,b>0,欲证
[*]
只要证明:当x>0,f(x)=(1+x)p,g(x)=1+xp时,有
f(x)<g(x).
而要证明①式成立,可令ψ(x)=f(x)-g(x),并在[0,x]上对ψ(x)应用拉格朗日定理即可.

单项选择题
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