设x1,x2,x3,…,x40是正整数,且x1+x2+x3+…+x40=58,则x12+x22+x32+…+x402的最大值和最小值为A.400,94B.200,94C.400,47D.200,47
网友回答
A
解析分析:把58分写成40个正整数和的写法只有有限种,x12+x22+x32+…+x402的最大值和最小值是存在的.①设x1≤x2≤…≤x40,由(x1-1)2+(x2+1)2>x12+x22,所以,当x1>1时,把x1调到1,这时,x12+x22+…+x402将增大,所以可以求出最大值.②若存在两数xi,xj,使得xj-xi≥2(1≤i<j≤40),根据(xi+1)2+(xj-1)2=xi2+xj2-2(xi-xj-1)<x12+x22,所以在x1,x2,x3,…,x40中,若两数差大于1,则较小数加1,较大数减1,这时,x12+x22+x32+…+x402将减小,可以求出最小值.
解答:把58分写成40个正整数和的写法只有有限种,x12+x22+…+x402的最大值和最小值是存在的.不妨设x1≤x2≤…≤x40,若x1>1,则x1+x2=(x1-1)+(x2+1),且(x1-1)2+(x2+1)2=x12+x22+2(x2-x1)+2>x12+x22所以,当x1>1时,把x1调到1,这时,x12+x22+x32+…+x402将增大;同样,可把x2,x3…x39逐步调至1,这时,x12+x22+x32+…+x402将增大,于是,当x1,x2…x39均为1,x40=19时,x12+x22+x32+…+x402将取最大值,即A=1×39+192=400.若存在两数xi,xj,使得xj-xi≥2(1≤i<j≤40),则(xi+1)2+(xj-1)2=xi2+xj2-2(xi-xj-1)<x12+x22所以在x1,x2,x3,…,x40中,若两数差大于1,则较小数加1,较大数减1,这时,x12+x22+x32+…+x402将减小所以当有22个是1,18个是2时x12+x22+x32+…+x402将取最小值,即B=1×22+22×18=94故最大值为400,最小值为94.故A项正确,故选A.
点评:①本题综合了数的拆分以及不等式的性质,属于有理数的综合运算,总的来说比较难,要求平时对基本的知识非常熟练地掌握.②本题作为选择题有其特殊的解法,一般情况下如果做不出来或者没有思路可以采用赋值法,然后进行排除找到