程敬偉
(福建省惠安縣第三中學)
題目 求函數(shù)(fx)=x+(0<x≤1)的最小值。
本題函數(shù)的結(jié)構特征很容易讓人產(chǎn)生應用均值不等式求解的思路,而且常會有以下解法:由于 0<x≤1,所以 f(x)=x+然是個錯解。在利用均值不等式求最值時“,一正二定三相等”這三個條件缺一不可,本題出現(xiàn)錯誤的原因在于沒有驗證不等式的等號是否成立。事實上,若x=,則x=±2,這在條件中定義域的制約下是無法取到的,因此,本題并不能直接簡單地通過均值不等式來求解。
本文就上題為例探求其解題策略,以求達到解決型如(fx)=mx+(m,n都是大于0的常數(shù))的一類函數(shù)在某個區(qū)間上的最值問題。
策略一:創(chuàng)設條件應用均值不等式求最值
∵0<x≤(當且僅當x=1時,上式兩個等號同時成立),∴函數(shù)(fx)的最小值為5。
評析:應用均值不等式是解決本題的直觀想法,但必須要創(chuàng)造應用的條件。合理拆分項或配湊因式是常用的創(chuàng)設技巧,這需要在實踐中多多體驗、歸納、總結(jié)。
策略二:確定函數(shù)的單調(diào)性求最值
方式1:(利用定義確定函數(shù)的單調(diào)性)
設 0<x1<x2≤1,∴(fx2)-(fx1)<0,即 (fx2)<(fx1),∴ 函數(shù) (fx)在x∈(0,1]上是減函數(shù),∴當x=1時,函數(shù)的最小值為5。
方式2:(利用導數(shù)確定函數(shù)的單調(diào)性)
對函數(shù) (fx)求導∴f′(x)<0,∴ 函數(shù) (fx)在x∈(0,1]上是減函數(shù),∴ 當x=1時,函數(shù) (fx)的最小值為5。
方式3:(利用單調(diào)函數(shù)的性質(zhì)確定函數(shù)的單調(diào)性)
函數(shù)式可配方在x∈(0,1]上是增函數(shù),∴函上都是減函數(shù),∴函數(shù)函數(shù),∴當x=1時,函數(shù)(fx)的最小值為5。
評析:創(chuàng)設應用均值不等式的條件有時技巧性較強,學生不易掌握,因此確定函數(shù)的單調(diào)性求最值是解決此類問題最主要的方法,本法有三種方式而應用導數(shù)是最為簡捷方便的。
策略三:作出函數(shù)圖象,應用數(shù)形結(jié)合思想求最值
函數(shù) (fx)=x+的圖象如下所示,則可知當0<x≤1時,(fx)是減函數(shù),∴當x=1時,函數(shù)的最小值為5。
評析:函數(shù)圖象形象地顯示了函數(shù)的性質(zhì),為研究數(shù)量關系問題提供了“形”的直觀性,它是探求解題途徑、獲得問題結(jié)果的重要工具,要重視這種數(shù)形結(jié)合解題的思想方法。
策略四:構建函數(shù)與方程,應用根的分布求最值
原函數(shù)式可變形為方程 x2-y·x+4=0,則方程在x∈(0,1]上有實數(shù)解。令 g(x)=x2-y·x+4,則 g(x)在(0,1]內(nèi)有零點且故函數(shù)的最小值為5。
評析:函數(shù)與方程思想是解決最值問題的重要途徑。本題通過構建二次方程,利用根的分布來處理,問題迎刃而解。
通過以上對本題不同的處理策略的探索,不僅讓學生認識到把握問題本質(zhì)的必要性,而且體會到從多角度、多方位思考問題的重要性,這不僅有利于培養(yǎng)學生良好的思維品質(zhì),激發(fā)了學生的學習興趣,而且對于提高學生綜合運用知識的能力大有裨益。