凹凸性是函数的一个基本性质,在人教版A版教材必修一的习题中就出现过:

而在天津的高考数学试卷中,也曾经出现过涉及函数凹凸性质的题目,比较典型的就是2020年天津高考压轴题:

在关于函数凹凸性的不等式中,比较有名的是琴生(也有翻译成詹森(Jensen))不等式。关于这个不等式及相关题目可以参见笔者之前的两篇文章文章《2020届天津一道和詹森不等式有关的模拟题的溯源及简单拓展》和《推测一下25届天津一中高三数学二月考压轴题最后一问是如何编制的》。这里来谈论一下和函数凹凸性相关的另一个不等式:Karamata不等式。在介绍这个不等式之前先来看和这个不等式有关的一道1970年代的十年级莫斯科数学竞赛题:

题目的解答如下:




这道题目的背景就是Karamata不等式:


关于该不等式介绍及证明如下:






这里用一个例子来说说该不等式的使用:



由于函数的凹凸性一直是高中数学的一个热门内容,笔者个人猜测或许在今后的高考试卷中会看到以Karamata不等式为背景的题目。