3
.
9
π22222
(2)根据余弦定理a=b+c-2bccos =b+c-bc,
3∵b+c≥2bc且a=4,∴16≥2bc-bc=bc,即bc≤16.
1π3
∴△ABC面积S=bcsin =bc≤43,当且仅当b=c=4时等号成立.
234故△ABC面积S的最大值为43. 21.解 (1)f(x)=3sinxcosx-cosx=π?1?=sin?2x-?-. 6?2?∵ω=2,
∴T=π,即f(x)的最小正周期为π, πππ
由2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,
262ππ
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
63
ππ??∴f(x)的单调递增区间为?kπ-,kπ+?
63??(k∈Z).
2
2
2
311
sin2x-cos2x- 222
?π?(2)∵x∈?0,?,
2??
ππ5π
∴-≤2x-≤,
666πππ
当2x-=,即x=时,
623
f(x)取最大值,
ππ
当2x-=-,
66
即x=0时,f(x)取最小值-1.
60??v?3?603v60
22.解 (1)由题意,下潜用时 (单位时间),用氧量为???+1?×=+ (升),
v??10??v50v水底作业时的用氧量为10×0.9 =9(升),
60120
返回水面用时= (单位时间),
2
12
vv2
10
120180
用氧量为×1.5=(升),
vv3v240
因此总用氧量y=++9,(v>0).
50v3v240
(2)由(1)得y=++9,(v>0),
50v6v2403
∴y′=-2=
50v32
2
v3-2 000
, 2
25v令y′=0得v=102,
当0102时,y′>0,函数单调递增. ①若c<102,则函数在(c,102)上单调递减, 在(102,15)上单调递增, ∴当v=102时,总用氧量最少. ②若c≥102,则y在[c,15]上单调递增, ∴当v=c时,总用氧量最少.
综上,若023.解 (1)因为f(x)=x-6x+9x-3, 所以f′(x)=3x-12x+9=3(x-1)·(x-3). 令f′(x)=0,可得x=1或x=3. 则f′(x),f(x)在R上的变化情况为:
2
3
2
3
3
3
33
3
3
3
3
3
x f′(x) f(x)
(-∞,1) + 增函数 1 0 1 (1,3) - 减函数 3 0 -3 (3,+∞) + 增函数 所以当x=1时,函数f(x)有极大值1, 当x=3时,函数f(x)有极小值-3.
(2)假设函数f(x)在(3,+∞)上存在“美丽区间”[s,t](3
??f所以?
?f?
s=s,t=t,
??s-6s+9s-3=s,
即?32
?t-6t+9t-3=t,?
32
11
也就是方程x3-6x2
+9x-3=x有两个大于3的相异实根. 设g(x)=x3
-6x2
+8x-3(x>3), 则g′(x)=3x2-12x+8. 令g′(x)=0,解得x1=2-
2
3
3<3, x2=2+
2
3
3>3. 当3x2时,g′(x)>0,
所以函数g(x)在区间(3,x2)上单调递减,在区间(x2,+∞)上单调递增. 因为g(3)=-6<0,g(x2)g(5)=12>0,
所以函数g(x)在区间(3,+∞)上只有一个零点.
这与方程x3
-6x2
+9x-3=x有两个大于3的相异实根相矛盾,所以假设不成立.所以函数f(x)在(3,+∞)上不存在“美丽区间”.
12