(1)S=4ah=8x(30-x)=-8(x-15)2+1800, 所以当x=15时,S取得最大值. (2)V=a2h=22(-x3+30x2), V′=62x(20-x).
由V′=0,得x=0(舍)或x=20.
当x∈(0,20)时,V′>0;当x∈(20,30)时,V′<0, 所以当x=20时,V取得极大值,也是最大值.
h11此时=.即包装盒的高与底面边长的比值为.
a2237.【解】对f(x)求导得f′(x)=
2
x1+ax-2axe.① ?1+ax2?24
(1)当a=时,若f′(x)=0,
3
则4x2-8x+3=0,
31
解得x1=,x2=.结合①,可知
2213?-∞,1? ?1,3? ?3,+∞? x 2?22??22??2?0 0 f′(x) + - + f(x) ?↗ 极大值 ↘? 极小值 ↗? 31所以x1=是极小值点,x2=是极大值点.
22
(2)若f(x)为R上的单调函数,则f′(x)在R上不变号,结合①与条件a>0,知1+ax2-2ax≥0在R上恒成立,即Δ=4a2-4a=4a(a-1)≤0,由此并结合a>0,知0
所以a的取值范围为{a|0
ax+?238.【解】(1)因为f(x)=2x3+ax2+bx+1,故f′(x)=6x2+2ax+b.从而f′(x)=6??6?2aaa1
+b-,即y=f′(x)关于直线x=-对称,从而由题设条件知-=-,解得a=3.
6662又由于f′(1)=0,即6+2a+b=0,解得b=-12. (2)由(1)知f(x)=2x3+3x2-12x+1, f′(x)=6x2+6x-12=6(x-1)(x+2).
令f′(x)=0,即6(x-1)(x+2)=0,解得x1=-2,x2=1.
当x∈(-∞,-2)时,f′(x)>0,故f(x)在(-∞,-2)上为增函数; 当x∈(-2,1)时,f′(x)<0,故f(x)在(-2,1)上为减函数; 当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,故f(x)在(1,+∞)上为增函数.
从而函数f(x)在x1=-2处取得极大值f(-2)=21,在x2=1处取得极小值f(1)=-6. 39.【解】(1)F(x)=18f(x)-x2[h?x?]2=-x3+12x+9(x≥0), 所以F′(x)=-3x2+12.
令F′(x)=0,得x=2(x=-2舍去).
当x∈(0,2)时,F′(x)>0;当x∈(2,+∞)时,F′(x)<0.
故当x∈[0,2)时,F(x)为增函数;当x∈[2,+∞)时,F(x)为减函数. x=2为F(x)的极大值点, 且F(2)=-8+24+9=25.
(2)原方程变为lg(x-1)+2lg4-x=2lga-x,
x>1,??4-x>0,可得?a-x>0,
??(x-1)(4-x)=a-x
?1
2
①当1
②当45时,原方程无解.
(3)证明:由已知得h(1)+h(2)+?+h(n)=1+2+?+n,
14n+31
f(n)h(n)-=n-. 666
1*
设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=f(n)h(n)-(n∈N),从而有a1=S1=1,当k≥2时,
6
ak=Sk-Sk-1
4k+34k-1=k-k-1.
66又ak-k= 1
(4k-3)k-(4k-1)k-1] 6[22
1(4k-3)k-(4k-1)(k-1)=· 6(4k-3)k+(4k-1)k-1
11=· >0, 6(4k-3)k+(4k-1)k-1即对任意的k≥2,有ak>k. 又因为a1=1=1,
所以a1+a2+?+an≥1+2+?+n.
则Sn≥h(1)+h(2)+?+h(n),故原不等式成立. 40.【解】(1)因为f(x)=a2ln x-x2+ax,其中x>0,
?x-a??2x+a?a2
所以f′(x)=-2x+a=. xx
由于a>0,所以f(x)的增区间为(0,a),减区间为(a,+∞). (2)由题意得f(1)=a-1≥e-1,即a≥e. 由(1)知f(x)在[1,e]内单调递增,
要使e-1≤f(x)≤e2对x∈(1,e)恒成立.
??f?1?=a-1≥e-1,只要? 222
?f?e?=a-e+ae≤e,?
解得a=e. 41.【解】(1)f′(x)=(x-k+1)ex. 令f′(x)=0,得x=k-1. f(x)与f′(x)的变化情况如下: x (-∞,k-1) k-1 (k-1,+∞) 0 f′(x) - + k-1f(x) ↘? -e ↗? 所以,f(x)的单调递减区间是(-∞,k-1);单调递增区间是(k-1,+∞).
(2)当k-1≤0,即k≤1时,函数f(x)在[0,1]上单调递增, 所以f(x)在区间[0,1]上的最小值为f(0)=-k; 当0 由(1)知f(x)在[0,k-1]上单调递减,在(k-1,1]上单调递增,所以f(x)在区间[0,1]上的最 - 小值为f(k-1)=-ek1; 当k-1≥1,即k≥2时,函数f(x)在[0,1]上单调递减, 所以f(x)在区间[0,1]上的最小值为f(1)=(1-k)e. 42.【解】(1)由题意得g(x)=x2+2(m-1)x+(n-3)=(x+m-1)2+(n-3)-(m-1)2,已知g(x)在x=-2处取得最小值-5, ??m-1=2,所以? 2 ??n-3?-?m-1?=-5,? ?m=3,?解得? ?n=2.? 1 故所要求的解析式为f(x)=x3+3x2+2x. 3 (2)因为f′(x)=x2+2mx+n,且f(x)的单调递减区间的长度为正整数,故f′(x)=0一定有两个不同的根,从而Δ=4m2-4n>0,即m2>n. 不妨设这两个不同的根为x1,x2,则|x2-x1|=2m2-n为正整数. 故m≥2时才可能有符合条件的m,n. 当m=2时,只有n=3符合要求. 当m=3时,只有n=5符合要求. 当m≥4时,没有符合要求的n. 综上所述,只有m=2,n=3或m=3,n=5满足上述要求.