考研数学积分不等式真题

更新时间:2025-12-10 14:48:53
最佳答案

在考研数学中,积分不等式是一个常考且较为复杂的题型。以下是一道典型的积分不等式真题:

题目:设函数$f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x$,其中$x \in [0, 1]$,求证:$\int_0^1 f(x) \, dx \geq \frac{1}{3}$。

解答过程:

首先,我们需要求出$f(x)$在区间$[0, 1]$上的最小值。对$f(x)$求导得$f'(x) = 3x^2 - 6x + 2$,令$f'(x) = 0$,解得$x = \frac{1}{3}$。由于$f''(x) = 6x - 6$,当$x = \frac{1}{3}$时,$f''(x) < 0$,因此$x = \frac{1}{3}$是$f(x)$的极大值点,也是最大值点。

接下来,我们计算$f(x)$在$x = \frac{1}{3}$时的值,即$f\left(\frac{1}{3}\right) = \left(\frac{1}{3}\right)^3 - 3\left(\frac{1}{3}\right)^2 + 2\left(\frac{1}{3}\right) = \frac{1}{27} - \frac{1}{9} + \frac{2}{3} = \frac{19}{27}$。

由于$f(x)$在区间$[0, 1]$上单调递增,因此$f(x)$在$x = 0$和$x = 1$时的值分别为$f(0) = 0$和$f(1) = 0$。所以,$f(x)$在区间$[0, 1]$上的最小值为0。

根据积分的性质,我们有$\int_0^1 f(x) \, dx \geq \int_0^1 0 \, dx = 0$。因此,$\int_0^1 f(x) \, dx \geq \frac{1}{3}$。

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