19.解析:设球的内接圆柱的底半径为
,则其高为
,所以圆柱的体积是
,![]()
(2)由(1)中的分析可以猜想
。下面用数学归纳法证明:
①当n=1时,公式显然成立。②假设当
时成立,即
,那么由已知,得
,
即
所以![]()
即
,又归纳假设,得:![]()
所以
,即当
时,公式也成立
由①,②,对一切
,都有
成立。
因为函数
存在单调递减区间,所以
有解,即
,又因为
,
则
的解。①当
时,
为开口向上的抛物线,
的解;②当
时,
为开口向下的抛物线,
的解,所以
,且方程
至少有一个正根,所以
。综上可知,
得取值范围是
。
(2)
时,
,
,
令
,则
,所以![]()
|
|
|
|
|
|
|
+ |
0 |
- |
|
|
|
极大值 |
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列表:
所以当
时,
取的最大值![]()
又当
时,![]()
所以
的取值范围是
。