摘要:本文除了介紹常見到的如何求解高考常見類型的最值問題求法的類型,還將歸納如何遇到某一類問題,而巧用數(shù)學(xué)模型,將問題轉(zhuǎn)化到某一模型上去,因此而收到出奇制勝的效果。
關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)化;二次函數(shù);三角函數(shù);數(shù)列;立體幾何;恒成立;最值問題
函數(shù)最值是函數(shù)概念的一個重要組成部分,在研究函數(shù)圖象、性質(zhì)及實際問題中起著至關(guān)重要的作用。函數(shù)最值問題的求法有很多,如配方法、換元法、單調(diào)性、圖象法、判別式法等等。高考中常常滲透到三角、立體幾何、解析幾何、實際應(yīng)用問題中去,但廣大師生遇到一些具體實例的時候仍會感到非常困難,本文除了介紹常見到的如何求解高考常見類型的最值問題求法的類型,還將歸納如何遇到某一類問題,而巧用數(shù)學(xué)模型,將問題轉(zhuǎn)化到某一模型上去,因此而收到出奇制勝的效果。
類型一:三角函數(shù)、立體幾何中的最值問題
【例1】△ABC的三個內(nèi)角為A、B、C,求cosA+2cosB+C2取得最大值時A的值,并求出這個最大值。
該例先將三個角化歸為同一個角,再求該角的三角函數(shù)最值
cosA+2cosB+C2=cosA+2cosπ-A2=cosA+2sinA2=1-2sin2A2+2sinA2
因為y+1x+1結(jié)構(gòu)可看成定點(-1,-1)與圓上(x-3)2+y2=4上動點P(x,y)連線的斜率。歸納:對這一類cy+dax+b的函數(shù)最值問題,運用斜率模型求解不失為行之有效的一種辦法。又例如:
【例6】若實數(shù)x,y滿足(x-3)2+y2=4,求x2+y2的最大值與最小值。
因為x2+y2看成距離問題,可看成定點(0,0)與圓上(x-3)2+y2=4上動點P(x,y)的距離,易知 ∴(x2+y2)max=3+2=5,(x2+y2)min=3-2=1
變式:若實數(shù)x,y滿足(x-3)2+y2=4,求(x+1)2+(y+1)2的最大值與最小值。
(x+1)2+(y+1)2又可看成定點(-1,-1)與圓上(x-3)2+y2=4上動點P(x,y)的距離。
再變式:求函數(shù)y=x2-8x+17+x2-4x+8 的最小值。
因為y=x2-8x+17+x2-4x+8=(x-4)2+(0-1)2+(x-2)2+(0-2)2可以看成 x軸上的動點P(x,0)到點A(4,1)、點B(2,2)兩點的距離之和的最小值。如圖,又點B(2,2)關(guān)于x軸的對稱點B′(2,-2)到點A(4,1)的距離即為所求的最小距離,故ymin=(4-2)2+(1-(-2))2=13。
歸納:對于平方和的最值問題,運用兩點距離公式(x2-x1)2+(y2-y1)2轉(zhuǎn)化為幾何問題求解。再例如:
【例7】若實數(shù)x,y滿足(x-3)2+y2=4,求x+y的最大值與最小值。
此例:令z=x+y,化為:y=-x+z,z表示直線x+y-z=0在y軸的截距,由圓心(3,0)到直線的距離|3-z|2=2,z=-3±22,因此zmax=-3+22,zmin=-3-22
同理:若x+y改2x-y,令z=2x-y化為:y=2x-z,-z表示直線2x-y-z=0在y軸的截距。對于ax+by型的和差問題的最值問題,運用構(gòu)造直線z=ax+by轉(zhuǎn)化為y=-abx+zb的截距問題求解。
類型五:恒成立問題的最值策略
遇到恒成立問題時,常常轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值問題。如f(x)>m恒成立,即轉(zhuǎn)化為f(x)min>m;如f(x) 【例8】已知m∈R,x1和x2是方程x2-ax-2=0的兩個實根,不等式|m2-5m-3|≥|x1-x2|對任意實數(shù)a∈[-1,1]恒成立,求使m的取值范圍。 此例:由題設(shè)x1和x2是方程x2-ax-2=0的兩個實根,得x1+x2=a且x1x2=-2,所以,|x1-x2|=(x1+x2)2-4x1x2=a2+8當a SymbolNC@ [-1,1]時,a2+8的最大值為9,即|x1-x2|≤3,即|x1-x2|的最大值為3,由題意,不等式|m2-5m-3|≥|x1-x2|對任意實數(shù)a SymbolNC@ [-1,1]恒成立的m的解集等價于不等式|m2-5m-3|≥3的解集。由此不等式得m2-5m-3≤-3,或m2-5m-3≥3求解。如此遇到恒成立問題時,常常轉(zhuǎn)化為求函數(shù) f(x)的最值問題。 當然還會遇到實際應(yīng)用題的最值問題,先理清思路,將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,含最值問題常常涉及二次函數(shù)、導(dǎo)數(shù)、基本不等式等,并時刻注意定義域,考慮定義域優(yōu)先原則,除題目本身的限制外,實際的限制也需考慮,才不至于功虧一簣! 函數(shù)最值問題的滲透是高考常見類型,滲透在小題,解答題,應(yīng)用類型中,掌握好了,在高考中才能運籌帷幄而決勝千里! 參考文獻: [1]互聯(lián)網(wǎng)文檔資源(https:∥wenku.baidu.com/). [2]主講人:黃岡中學(xué)高級教師湯彩仙.2012數(shù)學(xué)高考最值解題策略[K]. 作者簡介: 周受萍,福建省福州市,閩侯縣第一中學(xué)。