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)

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).

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