问题标题:
【设0≤x≤1,p大于1,试证:1/2^(p-1)≤x^p+(1-x)^p≤1这道导数题想了很久都没想出,】
问题描述:
设0≤x≤1,p大于1,试证:1/2^(p-1)≤x^p+(1-x)^p≤1
这道导数题想了很久都没想出,
高俊钗回答:
设f(x)=x^p+(1-x)^p,则
f'(x)=(p-1)x^(p-1)-(p-1)(1-x)^(p-1)
=(p-1)[x^(p-1)-(1-x)^(p-1)]
先求出f(x)在区间[0,1]两端的函数值,得到
f(0)=f(1)=1
再求出f(x)在区间[0,1]内使f'(x)=0的点.得
f'(x)=(p-1)[x^(p-1)-(1-x)^(p-1)]=0
x^(p-1)=(1-x)^(p-1)
得到x=1-x,x=1/2
得f(1/2)=2*(1/2)^p=(1/2)^(p-1)
经检验得到f(1/2)为f(x)的一个极小值.
由于p>1,因此f(x)在[0,1]内没有不可导的点.综上所述,得到
f(x)的最小值为(1/2)^(p-1)(在x=1/2处取到),最大值为1(在区间端点处取到)
即
(1/2)^(p-1))≤x^p+(1-x)^p≤1
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