原函数f(x)=x平方-(a-2)x-alnx.当a大于0时,函数有两零点x1,x2(x1<x2),要证明两零点的中点的

原函数f(x)=x平方-(a-2)x-alnx.当a大于0时,函数有两零点x1,x2(x1<x2),要证明两零点的中点的导数大于0.
我想通过导函数x1到极值点的积分与极值点到x2的积分互为相反数,所以其中点在极值点的右方,故导数大于0,请问该怎么严谨地证明.
海角星空 1年前 已收到1个回答 举报

jxmusic 幼苗

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根据题设,可知:
f'(x) = 2x-1/x - (a-2),f''(x) = 2+a/(x^2) > 0,
故易知:
(1)f(x)在(0,a/2]严格减,在[a/2,正无穷)严格增; 极小值点Xmin = a/2,故f(Xmin) = f(a/2) f'(Xmin) = 0,问题获证.
下面根据积分的定义和f'(x)的定义证明Xm!=Xmin:
假设Xm=Xmin,那么(x1+x2)/2 = a/2,即x1+x2 = a.
f'(x)从x1到x2积分=f(x2)-f(x1) = 0,
另一方面, f'(x)从x1到x2积分 = f'(x)从x1到Xm积分 + f'(x)从Xm到x2积分 ,
直观看,f'(x)从Xm=a/2点向左的变化速度大于从Xm=a/2点向右的变化速度(考察二阶导数的值可知), 故 f'(x)从x1到Xm积分 的绝对值大于 f'(x)从Xm到x2积分, 故二者和小于0,矛盾.
严格说,则是考察:
f'(x)从x1到x2积分 = f'(x)从x1到Xm积分 + f'(x)从Xm到x2积分 ,
这里L=x2-x1.< x2+x1 = a,
把区间[x1,Xm]和[Xm,X2]均分成N等分,delta = L/2/N,
f'(Xm-n*delta) + f'(Xm+n*delta)
= 2*(Xm-n*delta) - a/(Xm-n*delta) -a +2 + 2(Xm + n*delta) - a/(Xm - n*delta) -a +2
= 4 - 4a*a/[a*a - L*L] = C < 0,这里C是一个常数.
故 f'(Xm-n*delta)*delta + f'(Xm+n*delta)*delta = C*delta < 0,
对上式求和,n=0,...,N-1,得N*C*delta = C*L/2 f'(Xmin) = 0,问题获证.

1年前

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