在學(xué)習(xí)《基本不等式》這一章時(shí),大家都非常熟悉一個(gè)很重要的不等式a+b≥2ab(ab≥0,當(dāng)a=b時(shí)等號(hào)成立),這個(gè)不等式以及由此推出的一些結(jié)論(如ab≤(a+b2)2)在高中不等式中都比較常用.但從教學(xué)情況來(lái)看,學(xué)生對(duì)于這個(gè)基本不等式以及由此生成的一些結(jié)論的形式記得很牢固,但對(duì)于等號(hào)成立的條件往往不夠重視.
看下面兩個(gè)典型的問(wèn)題:
(1)求函數(shù)y=x+2x(x>0)的最小值;
(2)求函數(shù)y=sinx+2sinx[x∈(0,π2)]的最小值.
一般學(xué)生都會(huì)這樣去認(rèn)識(shí)這兩個(gè)問(wèn)題:對(duì)于問(wèn)題(1)而言,由于x>0,由基本不等式得
y=x+2x≥2x×2x=22,因此最小值是22;對(duì)于(2)而言,由于x∈(0,π2),所以sinx>0
,因此y=sinx+2sinx≥2sinx·2sinx=22,最小值為也是22.
這兩個(gè)結(jié)果是否正確呢?
我們來(lái)分析一下.從學(xué)生的反應(yīng)來(lái)看,學(xué)生對(duì)于基本不等式的形式記得非常牢固,但學(xué)生對(duì)于等號(hào)成立的條件或者說(shuō)能否取到最小值認(rèn)識(shí)不清.對(duì)于(1),當(dāng)且僅當(dāng)x=2x時(shí)等號(hào)成立,此時(shí)x=2,即能取到最小值,沒(méi)什么問(wèn)題.對(duì)于(2),我們經(jīng)過(guò)分析后發(fā)現(xiàn)取不到最小值.因?yàn)楫?dāng)sinx=2sinx時(shí)等號(hào)成立,此時(shí)sinx=2,但是sinx根本不可能取到2,因此y=sinx+2sinx取不到最小值22.
現(xiàn)在有些學(xué)生要問(wèn),既然y=sinx+2sinx[x∈(0,π2)]取不到最小值,那么它的值域是什么,我們?cè)鯓硬拍芮蟪鏊闹涤颍繉?shí)際上這個(gè)函數(shù)的類型是“y=f(x)+1f(x)型”或者“y=f(x)+a2f(x)型”.這種類型的函數(shù)值域求法不止一種,下面我們來(lái)看其中的一種.
首先,我們對(duì)函數(shù)y=x+1x的一些簡(jiǎn)單的性質(zhì)進(jìn)行討論后,畫出它的大概圖像.
y=x+1x是一個(gè)奇函數(shù),因而它的圖像關(guān)于
原點(diǎn)對(duì)稱,我們只需畫出它的一部分(如x>0的部分),然后根據(jù)它的對(duì)稱性再畫出它的另外部分,形成整體圖像.
由奇函數(shù)的對(duì)稱性我們?nèi)菀桩嫵鰕=x+1x的整體圖像如圖1所示.