题目
设f(x)的定义域为(0,+∞),f(x)的导函数为f′(x),且对任意正数x均有f′(x)>,(Ⅰ)求证:F(x)=在(0,+∞)上是增函数;(Ⅱ)设x1,x2∈(0,+∞),比较f(x1)+f(x2)与f(x1+x2)的大小,并证明你的结论;(Ⅲ)设x1,x2,…xn∈(0,+∞),若n≥2,比较f(x1)+f(x2)+…f(xn)与f(x1+x2+…+xn)的大小,并证明你的结论.
答案:解析:(Ⅰ)F′(x)=,∵f′(x)>,x>0,∴xf′(x)>f(x),∴F′(x)>0,∴F(x)在(0,+∞)上是增函数.(Ⅱ)∵0<x1<x1+x2,∴F(x1)<F(x1+x2). 即<,∴(x1+x2)f(x1)<x1f(x1+x2). 同理(x1+x2)f(x2)<x2f(x1+x2),∴f(x1)+f(x2)<f(x1+x2).(Ⅲ)当n=2时,f(x1)+f(x2)<f(x1+x2)成立, 假设当n=k时,f(x1)+f(x2)+…+f(xk)<f(x1+x2+…+xk)成立. 那么f(x1)+f(x2)+…+f(xk)+f(xk+1)<f(x1+x2+…+xk)+f(xk+1)<f(x1+x2+…+xk+1)成立.∴当n=k+1时也成立, 当n≥2时,∴f(x1)+f(x2)+…+f(xn)<f(x1+x2+…+xn).