对于R上可导的任意函数f(x),若满足(x-3)f′(x)≥0,则必有( )
A. f(0)+f(5)<2f(3)
B. f(0)+f(5)≤2f(3)
C. f(0)+f(5)≥2f(3)
D. f(0)+f(5)>2f(3)

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完整解法

1. 根据不等式分析导数符号与函数单调性的关系

已知在 R\mathbb{R} 上的可导函数 f(x)f(x) 满足 (x−3)f′(x)≥0(x-3)f'(x) \ge 0。
分情况讨论:

  1. 当 x>3x > 3 时,x−3>0x-3 > 0,可得 f′(x)≥0f'(x) \ge 0,因此函数 f(x)f(x) 在区间 [3,+∞)[3, +\infty) 上单调递增;
  2. 当 x<3x < 3 时,x−3<0x-3 < 0,可得 f′(x)≤0f'(x) \le 0,因此函数 f(x)f(x) 在区间 (−∞,3](-\infty, 3] 上单调递减。

2. 确定函数的最小值点及不等关系

因为 f(x)f(x) 在 (−∞,3](-\infty, 3] 上单调递减,在 [3,+∞)[3, +\infty) 上单调递增,
所以当 x=3x = 3 时,函数 f(x)f(x) 取得最小值,即对任意 x∈Rx \in \mathbb{R},恒有 f(x)≥f(3)f(x) \ge f(3)。

3. 利用函数最小值的性质求得目标不等式并得出结论

由 f(x)≥f(3)f(x) \ge f(3) 可得:
f(0)≥f(3)f(0) \ge f(3) 且 f(5)≥f(3)f(5) \ge f(3)。
将这两个不等式相加,得:
f(0)+f(5)≥2f(3)f(0) + f(5) \ge 2f(3)。
因此,选项 C 正确。

答案

C

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