福建省閩清縣第一中學 (350800) 林 浩
在各類數(shù)學考試中,二元條件最值問題備受命題者的青睞.這類問題的求解往往技巧性強,考生不易掌握.掌握求解這類問題的模式和方法是解答的關鍵.下面對一道THUSSAT測試題,從“消元”的視角,運用10種方法進行解答,希望從中可以得到一些有益的啟示.
分析1:消元a——轉化為b的式子——“1”的代換,利用二元均值不等式求解.根據(jù)已知式將a表示為b的式子,并代入所求式消去a,得到關于b的式子,進行“1”的代換,變形、配湊,利用二元均值不等式求解.
分析2:消元b——轉化為a的式子——利用二元均值不等式求解.根據(jù)已知式將b表示為a的式子,并代入所求式消去b,得到關于a的式子,進行“1”的代換,變形、配湊,利用二元均值不等式求解.
分析3:消元a——轉化為b的式子——利用柯西不等式求解.根據(jù)已知式將a表示為b的式子,并代入所求式消去a,得到關于b的式子,變形出柯西不等式左邊的形式,利用柯西不等式求解.
分析4:消元b——轉化為a的式子——利用柯西不等式求解.根據(jù)已知式將b表示為a的式子,并代入所求式消去b,得到關于a的式子,變形出柯西不等式左邊的形式,利用柯西不等式求解.
分析5:消元a——轉化為b的式子——利用權方和不等式求解.根據(jù)已知式將a表示為b的式子,并代入所求式消去a,得到關于b的式子,變形出二維權方和不等式左邊的形式,利用二維權方和不等式求解.
分析6:消元b——轉化為a的式子——利用權方和不等式求解.根據(jù)已知式將b表示為a的式子,并代入所求式消去b,得到關于a的式子,變形出二維權方和不等式左邊的形式,利用二維權方和不等式求解.
點評:解法2通過配湊和常數(shù)代換,利用均值不等式求解.這是求解二元條件最值問題常用的基本方法.
分析7:消元a——轉化為b的函數(shù)——求導,利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性求解.根據(jù)已知式將a表示為b的式子,并代入所求式消去a,設所求式為z,轉化為z關于b的函數(shù),求導,利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性求得z的最小值,即得解.
分析8:消元b——轉化為a的函數(shù)——求導,利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性求解.根據(jù)已知式將b表示為a的式子,并代入所求式消去b,設所求式為z,轉化為z關于a的函數(shù),求導,利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性求得z的最小值,即得解.
分析9:消元a——轉化為關于b的一元二次方程——利用判別式求解:根據(jù)已知式將a表示為b的式子,并代入所求式消去a,設所求式為z,轉化為關于b一元二次方程,利用判別式求得z的范圍,即得解.
分析10:消元b——轉化為關于a的一元二次方程——利用判別式求解.根據(jù)已知式將b表示為a的式子,并代入所求式消去b,設所求式為z,轉化為關于a一元二次方程,利用判別式求得z的范圍,即得解.
雖然二元變量的條件最值問題種類繁多、情形復雜,但無論情形多么復雜,在兩個變元所滿足的相互關聯(lián)的式子中,運用“消元”手段,通過構造函數(shù)、方程等數(shù)學模型,轉化為利用均值不等式或?qū)?shù)等工具求最值,則是求解這類問題常用的基本思路和方法.
對典型試題進行多解探究,就是指對問題從不同視角來審視,以不同的切入點探究問題不同的解答方案.經(jīng)常進行這方面的訓練,既能梳理解決這類問題的一般方法,尋求解答此類問題的通性通法,揭示問題的本質(zhì)和一般規(guī)律,又能拓寬學生的知識面,權衡解法優(yōu)劣,積累解題經(jīng)驗,提高解題效率,還能溝通知識間的聯(lián)系,厘清知識脈絡,構建完整的知識體系,使知識、方法、能力融為一體,學會數(shù)學地思考問題,開發(fā)智能,優(yōu)化數(shù)學思維品質(zhì).