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凸函数问题

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已知x1,y1,x2,y2都是正数,s>=1,x0=(x1+x2)/2,y0=(y1+y2)/2
而且x1^s*y1^s=(x1+y1)^s+1,x2^s*y2^s=(x2+y2)^s+1
证明或否定x0^s*y0^s>=(x0+y0)^s+1
或者说x^s*y^s=(x+y)^s+1在第一像限确定的隐函数是凸的


1楼2010-07-13 07:48回复
    另外如果成立,那么s是不是可以更小?


    2楼2010-07-13 07:49
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      x0^s*y0^s>=(x0+y0)^s+1和x^s*y^s=(x+y)^s+1在第一像限确定的隐函数是凸的
      这两个命题貌似是不等价的吧


      IP属地:云南3楼2010-07-13 10:53
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        至少在s>=1应该是等价的


        4楼2010-07-13 11:56
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          首先容易看出曲线上任意一点,必然有x>1,y>1.
          证明x0^sy0^s>=(x0+y0)^s+1在s>=1时等价于函数是凸的,相当于要证明
          如果a^sb^s=(a+b)^s+1,那么对于任何y>b,a^sy^s>(a+y)^s+1,而对于任意1<y<b,a^sy^s<(a+y)^s+1.或者说,对于x>=1,y>=1,(x,y)在曲线上方的充分必要条件是x^sy^s>(x+y)^s+1.
          我们查看函数f(y)=a^sy^s-(a+y)^s-1,其中a>1,我们有f(1)<0,f(+infty)=+infty
          而f'(y)=sa^sy^(s-1)-s(a+y)^(s-1)=sy^(s-1)*(a^s-(a/y+1)^(s-1))
          f'(y)=0即相当于a^s=(a/y+1)^(s-1),即最多唯一解。而且f'(+infty)>0)
          所以函数f(y)要么单调增,要么先减后增。于是f(y)=0有唯一解y=b。所以对于1<y<b,f(y)<0,对于y>b,f(y)>0.


          5楼2010-07-15 10:18
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