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1、试题题目:已知函数f(x)=ex-12x2,其导函数为f′(x).(1)求f′(x)的最小值;(2..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2016-01-16 07:30:00

试题原文

已知函数f(x)=ex-
1
2
x2
,其导函数为f′(x).
(1)求f′(x)的最小值;
(2)证明:对任意的x1,x2∈[0,+∞)和实数λ1≥0,λ2≥0且λ12=1,总有f(λ1x12x2)≤λ1f(x1)+λ2f(x2);
(3)若x1,x2,x3满足:x1≥0,x2≥0,x3≥0且x1+x2+x3=3,求f(x1)+f(x2)+f(x3)的最小值.

  试题来源:不详   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:导数的运算



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(1)f′(x)=ex-x,f''(x)=ex-1
当x∈(-∞,0)时,f''(x)=ex-1<0,即f′(x)在区间(-∞,0)上为减函数;
当x∈[0,+∞)时,f''(x)=ex-1≥0,即f′(x)在区间[0,+∞)上为增函数;
于是f′(x)的最小值为f′(0)=1.
(2)证明:不妨设x1≤x2,构造函数K(x)=f(λ1x+λ2x2)-λ1f(x)-λ2f(x2)(x∈[0,x2]),
则有K(x2)=f(λ1x22x2)-λ1f(x2)-λ2f(x2)=0,
K(x)=λ1f(λ1x+λ2x2)-λ1f(x)=λ1(f(λ1x+λ2x2)-f(x))
而λ1x+λ2x2-x=(λ1-1)x+λ2x22(x2-x)≥0,所以λ1x+λ2x2≥x,
由(1)知f′(x)在区间[0,+∞)上为增函数,
所以f(λ1x+λ2x2)-f(x)≥0,即K′(x)≥0,
所以K(x)在[0,x2]上单调递增,
所以K(x)≤K(x2)=0,即f(λ1x12x2)≤λ1f(x1)+λ2f(x2).
(3)先证对任意的x1,x2,x3∈[0,+∞)和实数λ1≥0,λ2≥0,λ3≥0,且λ123=1,
总有f(λ1x12x23x3)≤λ1f(x1)+λ2f(x2)+λ3f(x3),f(λ1x1+λ2x2+λ3x3)=f((λ1+
λ 2
)(
λ1
λ1+λ2
x1+
λ2
λ1+λ2
x2)+λ3x3)
≤(λ1+λ2)f(
λ1
λ1+λ2
x1+
λ2
λ1+λ2
x2)+λ3f(x3)
≤(λ1+λ2)?(
λ1
λ1+λ2
f(x1)+
λ2
λ1+λ2
f(x2))+λ3f(x3)

1f(x1)+λ2f(x2)+λ3f(x3),
λ1=λ2=λ3=
1
3
,有f(
x1+x2+x3
3
)≤
1
3
(f(x1)+f(x2)+f(x3))

当x1≥0,x2≥0,x3≥0且x1+x2+x3=3时,有f(x1)+f(x2)+f(x3)≥3f(
x1+x2+x3
3
)=3f(1)=3e-
3
2

所以f(x1)+f(x2)+f(x3)的最小值为3e-
3
2
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“已知函数f(x)=ex-12x2,其导函数为f′(x).(1)求f′(x)的最小值;(2..”的主要目的是检查您对于考点“高中导数的运算”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中导数的运算”。


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