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问题: 微分问题37

解答:

结论:如果曲线y=f(x)在区间(a,b)内是凹的,则对于任意的x,y∈(a,b),f((x+y)/2)<[f(x)+f(y)]/2;如果曲线y=f(x)在区间(a,b)内是凸的,则对于任意的x,y∈(a,b),f((x+y)/2)>[f(x)+f(y)]/2。

f(x)=x×lnx(x>0)。
f'(x)=1+lnx,f''(x)=1/x>0,所以曲线y=xlnx在(0,+∞)内是凹的,所以对于任意的x>0,y>0,x≠y,f((x+y)/2)<[f(x)+f(y)]/2,所以(x+y)/2×ln((x+y)/2)<[xlnx+ylny]/2,即

(x+y)×ln((x+y)/2)<xlnx+ylny