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设f(x)是(0,正无穷)上的凸函数,证明:F(x)=(1/x)∫f(t)dt(积分限(0,x))在(0,+∞)是凸函数

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/29 11:30:16
设f(x)是(0,正无穷)上的凸函数,证明:F(x)=(1/x)∫f(t)dt(积分限(0,x))在(0,+∞)是凸函数

这一步是贴吧找到的提示然后没有下文了,请问接下来怎么办?是借用三弦不等式之类的吗?
设f(x)是(0,正无穷)上的凸函数,证明:F(x)=(1/x)∫f(t)dt(积分限(0,x))在(0,+∞)是凸函数
得出结论F(x)=1/x*∫{0,x} f(t)dt=∫{0,1} f(x*u)du很关键,后面用凹凸性的定义证即可
设x₁,x₂∈(0,+∞),且u∈[0,1],由于f(x)在(0,+∞)上为凸函数
故f[(x₁+ x₂)/2*u]=f[(x₁*u+ x₂*u)/2]≥1/2*[f(x₁*u)+ f(x₂*u)]
因此∫{0,1} f[(x₁+ x₂)/2*u]dx>1/2*[∫{0,1} f(x₁*u)dx+∫{0,1} f(x₂*u)dx]
即F[(x₁+ x₂)/2]>1/2*[F(x₁)+F(x₂)]
故F(x)在(0,+∞)上为凸函数