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(2010•江苏模拟)f(x)是定义在D上的函数,若对任何实数α∈(0,1)以及D中的任意两数x1,x2,恒有f(αx1

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/08/29 19:55:37
(2010•江苏模拟)f(x)是定义在D上的函数,若对任何实数α∈(0,1)以及D中的任意两数x1,x2,恒有f(αx1+(1-α)x2)≤αf(x1)+(1-α)f(x2),则称f(x)为定义在D上的C函数.
(Ⅰ)试判断函数f1(x)=x2f
(Ⅰ)f1(x)=x2是C函数,证明如下:
对任意实数x1,x2及α∈(0,1),
有f(αx1+(1-α)x2)-αf(x1)-(1-α)f(x2)=(αx1+(1-α)x22-αx12-(1-α)x22=-α(1-α)x12-α(1-α)x22+2α(1-α)x1x2=-α(1-α)(x1-x22≤0.
即f(αx1+(1-α)x2)≤αf(x1)+(1-α)f(x2).
∴f1(x)=x2是C函数.
f2(x)=
1
x(x<0)不是C函数,证明如下:
取x1=-3,x2=-1,α=
1
2,
则f(αx1+(1-α)x2)-αf(x1)-(1-α)f(x2)=f(−2)−
1
2f(−3)−
1
2f(−1)=−
1
2+
1
6+
1
2>0.
即f(αx1+(1-α)x2)>αf(x1)+(1-α)f(x2).
∴f2(x)=
1
x(x<0)不是C函数.
(Ⅱ) 对任意0≤n≤m,取x1=m,x2=0,α=
n
m∈[0,1],
∵f(x)是R上的C函数,an=f(n),且a0=0,am=2m,
∴an=f(n)=f(αx1+(1-α)x2)≤αf(x1)+(1-α)f(x2)=
n
m×2m=2n;
那么Sf=a1+a2+…+am≤2×(1+2+…+m)=m2+m.
可证f(x)=2x是C函数,且使得an=2n(n=0,1,2,…,m)都成立,此时Sf=m2+m.
综上所述,Sf的最大值为m2+m.