胡玉華
二次函數(shù)是初中數(shù)學中最重要的內(nèi)容之一.它不僅是中考必考的知識點,還是初高中數(shù)學銜接的重要內(nèi)容.其中最值問題是學習二次函數(shù)時的一個難點.此類問題形式多變,計算復雜.在求解二次函數(shù)最值問題時,同學們不僅需熟練掌握二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),還需要靈活運用數(shù)形結合、分類討論等數(shù)學思想.本文將結合例題,談一談二次函數(shù)最值問題的三種常見類型及解答方法.
一、“定軸定區(qū)間”中的最值問題
如果我們由題目已知函數(shù)的對稱軸與自變量的取值區(qū)間,那么該題目就歸類為“定軸定區(qū)間”的問題.這一類問題屬于二次函數(shù)最值問題中較為簡單的,只需要求出函數(shù)解析式,并根據(jù)解析式畫出對應的函數(shù)圖象,就可以知道取最大值、最小值的位置.需要注意的是,若題目給出自變量的取值范圍是一個閉區(qū)間,那么函數(shù)的最值不僅可能位于函數(shù)的頂點處,還可能在范圍區(qū)間的兩個端點.
例1已知二次函數(shù)的表達式為y=x2-2x-3,當-2≤x≤2時,求函數(shù)的最小值與最大值.
分析:根據(jù)函數(shù)的解析式y(tǒng)=x2-2x-3和二次函數(shù)的性質(zhì),可以得到該函數(shù)的對稱軸和開口方向,畫出函數(shù)圖象,然后根據(jù)-2≤x≤2得到取最大值和最小值的位置.
解:因為二次函數(shù)y=x2-2x-3=(x-1)2-4,所以該函數(shù)的對稱軸為x=1,且函數(shù)圖象開口向上,大致圖象如圖1所示:
點評:本題根據(jù)函數(shù)解析式求出對稱軸的解析式,然后畫出圖象,利用二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),以及數(shù)形結合思想來解答.
二、“定軸動區(qū)間”中的最值問題
如果根據(jù)題目,我們已知函數(shù)的對稱軸,但是自變量的取值區(qū)間不固定,那么該題目就歸類為“定軸動區(qū)間”問題.這類問題無法像“定軸定區(qū)間”問題一樣直接比較頂點值和端點值的大小,需要依照對稱軸在區(qū)間的左側(cè)、中間還是右側(cè)展開分類討論,后續(xù)的解答方法類似于“定軸定區(qū)間”問題.
例2
分析
解
點評:確定一個二次函數(shù)的最值,首先看自變量的取值范圍,當自變量取全體實數(shù)時,其最值為拋物線頂點坐標的縱坐標;當自變量取某個范圍時,要分別求出頂點和函數(shù)端點處的函數(shù)值,比較這些函數(shù)值,從而獲得最值.
三、“動軸定區(qū)間”中的最值問題
這一類問題和“定軸動區(qū)間”中的最值問題類似,只不過是區(qū)間固定而對稱軸是一個參數(shù),由于對稱軸的不確定性,我們也需要按照對稱軸在給定區(qū)間的左側(cè)、中間還是右側(cè)展開分類討論,其中如果對稱軸在區(qū)間內(nèi),最值往往在對稱軸處取到.
例3
分析
解
點評:本題中,當頂點在區(qū)間內(nèi)時頂點是函數(shù)的最值;當頂點不在區(qū)間內(nèi)時端點是函數(shù)的最值.分類討論是解題的關鍵.
通過分析以上幾種方法可以發(fā)現(xiàn),在求解二次函數(shù)最值問題時,同學們需熟練掌握二次函數(shù)的相關知識,并能靈活運用二次函數(shù)的圖象、性質(zhì)以及數(shù)形結合思想與分類討論思想.對于這種綜合性較強的問題,同學們平時一定要多歸納總結才能觸類旁通.