已知 $a,b,x,y$ 为正实数,$n$ 为不小于 $2$ 的正整数,求证:$ax^n+by^n\geqslant (ax+by)^n$.
【难度】
【出处】
【标注】
【答案】
【解析】
不妨设 $x\geqslant y,$ 且令 $t=\dfrac xy\geqslant 1.$ 则原题即等价于证明下述不等式$$at^n+1-a\geqslant (at+1-a)^n$$构造函数$$f(a)=at^n+1-a-(at+1-a)^n,t\geqslant 1\wedge 0<a<1.$$对 $f(a)$ 求导,可得$$f'(a)=t^n-1-n(t-1)[(t-1)a+1]^{n-1}.$$易见 $f'(a)$ 单调递减,且注意到 $f'(1)$
答案 解析 备注
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