Excel数组公式及运用

第一篇：Excel数组公式及运用

第一部分：了解数组公式

在开始讲数组公式之前，我们先来认识几个必要的概念。

1、数组

什么是数组？仁者见仁，智者见智。

我个人的感觉是：数组是具有某种联系的多个元素的组合。某班级里有50个学生，这里，如果班级是数组，50个学生就是数组里的50个元素。当然，班级里的元素是可变的，可以是20个，可以是30个，也可以是60个。放到Excel里，班级就相当于工作表，而学生就相当于工作表里的单元格数值。所以，Excel里的数组，我还把它理解是为多个单元格数值的组合。

2、公式

如果你在使用Excel，如果你说你还没听过“公式”这个名词，我只能说：“你太OUT了！” 什么是公式？我的理解是：在Excel里，凡是以半角符号“=”开始的、具有计算功能的单元格内容就是所谓的Excel公式。如：=SUM(B2:D2)，=B2+C2+D2这些都是公式。

3、数组公式

数组公式是相对于普通公式而言的。普通公式（如上面的=SUM(B2:D2)，=B2+C2+D2等），只占用一个单元格，只返回一个结果。

而数组公式可以占用一个单元格，也可以占用多个单元格。它对一组数或多组数进行多重计算，并返回一个或多个结果。

集合在教室外面的学生，老师把他们叫进教室。老师说：“第一组第一桌的同学进教室。”于是第一组第一桌的同学走进教室。老师接着叫：“第一组第二桌的同学进教室。”然后是第二桌的同学进教室。老师再叫：“第一组第三桌的同学进教室。”然后第三桌的同学走进教室。接着是第四桌，第五桌……，就这样一个学生一个学生的叫，这就是普通公式的做法，学生回到座位，就像数值回到工作表的单元格里，一个座位叫一次，就像一个单元格输入一个公式。

如果老师说：“第一组的全部进教室。”学生听到命令后，第一桌的同学走进去，然后是第二桌，第三桌……，老师不用再下第二个命令，这是数组公式的处理方法。

4、数组公式的标志

在Excel中数组公式的显示是用大括号对“{}”来括住以区分普通Excel公式。如图：

（1）数组公式：

（2）普通公式：

输入数组公式：用Ctrl+Shift+Enter结束公式的输入。

特别提醒：这是最关键的，这相当于用户告诉Excel：“我不是一般人，爷我是数组公式，你得对我特别关照。”于是，Excel明白了，不能用常规的逻辑来对待这位大爷。当你按下三键后，Excel会自动给公式加上“{}”以和普通公式区别开来，不用用户输入“{}”，但如是是想在公式里直接表示一个数组，就需要输入“{}”来把数组的元素括起来。如：

=IF({1,0},D2:D8,C2:C8)这个公式里的数组{1,0}的括号就是用户自己输入的。

5、数组的维数

“维数”是数组里的又一个重要概念。数组有一维数组，二维数组，三维数组，四维数组…… 在公式里，我们更多接触到的只是一维数组和二维数组。

一维数组我们可以简单地看成是一行的单元格数据集合，比如A1:F1。一维数组的各个元素间用英文的逗号“,”隔开(如果是单独的一列时，用英文分号“;”隔开）。

{1,2,3,4,5,6}，这就是一个有6个元素的一维数组，或者说，只有一行的数组。数组的各个元素间用逗号“,”分隔。如果想把这个数组输入到工作表的单元格里，同时选中同一行里相领的六个单元格，输入：={1,2,3,4,5,6}后，三键结束公式，你就可以看到这个一维数组被输入到工作表的单元格里了。自己动手试一试。

二维数组可以看成是一个多行多列的单元各数据集合，也可以看成是多个一维数组的组合。如单元格A1:D3，就是一个三行四列的二维数组。我们可以把它看成是A1:D1、A2:D2与A3:D3这三个一维数组的组合。二维数组里同行的元素间用逗号“,”分隔，不同的行用分号“;”分隔。我们可以用上面的方法，在A1:D3区域输入数据，并引用地址，按F9来查看。

可以看到在数组里，换行的时候，元素间的分隔符是“;”，所以，要判断一个数组是几行几列的数组，只需要看里面的逗号和分号就知道了。

如果需要把数把数组返回到单元格区域里，首先得看数组是几行几列，然后再选择相应的单元格区域，输入数组，三键结束。

对了，是哪三键你还不要忘记了：Ctrl+Shift+Enter 记住：

（1）一维数组是单独的一行或一列。二维数组是多行多列。

（2）数组里的元素，同一行内的各元素用英文逗号“,”分开，用英文分号“;”将各行分开。（3）二维数组的元素按先行后列的顺序排列。总是这样：{第一行的第一个,第一行的第二个,第一行的第三个……;第二行的第一个，第二行的第二个，第二行的第三个……;第三行的第一个……}

第二部分：数组公式的初步认识

在对数组公式有了一个简单的了解之后，这贴我们将通过一些简单的例子来进一步认识数组公式。问题1：在D2:D4求出商品的销售金额。

现在你解决这个问题会用什么办法呢？

我知道很小儿科，千万不要在心里骂我拿这种简单的问题来考你。是的，很简单，在D2单元格输入公式“=B2*C2”，下拉公式即可。

在这里，D2:D4三个单元格输入了三个普通公式，分别返回了三个值在三个单元格里。这就是老师在点学生进教室，第一组第一桌的同学进教室入座，第一组第二桌的同学进教室入座„„

我们试着用数组公式来解决这个问题，老师嗓子不好，让他叫一次我们就乖乖进教室去得了。

选中D2:D4输入公式“=B2:B4*C2:C4”，三键结束输入数组公式，即可得到同样的结果。

这就是一个多单元格的数组公式，多单元格数组公式是进行批量计算，可节省计算的时间，同时，它还有一个特点。当你输入完数组公式后，请你尝试修改公式区域里其中一个单元格的公式，看看会有什么结果。

是的，你已经发现了，会弹出一个对话框，提醒你：不能修改数组的某一部分。

这就是多单元格数组公式的一个重要的特点：保证公式集合的完整性不被修改。这可以防止用户在操作时无意间修改到表格的公式。这是不是会安全得多？

当然，如果你要修改公式的话，必须得选中公式所在的所有单元格。

问题2：在F1求出商品的销售总金额

这一题如果你用普通公式又怎么解决呢？我想象中可能有两种方法： A、插入辅助列，先求出各商品的销售额，然后再求总和。

B、直接在F1输入公式“=SUM(B2*C2,B3*C3,B4*C4)”，这样看上去不错，可是，如果有100行数据，一千行号数据呢？先不考虑单元格能容纳多少字符的问题，就光输入公式，累也得把你累趴下，显然是行不通的。

这时候就需要用数组公式来完成了。

选中F1单元格，输入公式“=SUM(B2:B4*C2:C4)”，三键确认输入即可。

这是一个单个单元格的数组公式，B2:B4*C2:C4是两个一维数组相乘，返回一个新的一维数组，最后用SUM函数对返回的数组进行了求和。这里，用一个数组公式代替了多个公式的方式来完成了数据的计算。

做了这个问题，总结一下，什么时候会用到数组公式？

是的，当运算中存在着一些只有通过复杂的中间运算过程才会等到结果的时候，就需要使用数组公式了。这一贴的内容非常简单，记住几点：（1）三键输入数组公式。

（2）数组公式同时进行多个计算，可返回一个或多个结果。

（3）多单元格数组公式需选区多个单元格进行输入，多单元格数组公式具有保护公式的作用。（4）数组公式可以完成复杂的中间运算得到最终想要的运算结果

v

第三部分：数组公式的计算

学习继续，在对数组有了基本的认识后，这贴我们将通过一些例子来讲一讲数组公式是怎么计算的。

1、行列数相同数组的运算

数组1+数组2，这是一个多单元格的数组公式，第一个数组的第一个元素与第二个数组的第一个元素相加，结果作为数组公式结果的第一个元素，然后第一个数组的第二个元素与第二个数组的第二个元素相加，结果作为数组公式结果的第二个元素，接着是第三个元素„„直到第N个。

这是横向的一维数组的计算，原理同上。

这是二维数组与二维数组进行计算，生成一个新的二维数组的多单元格数组公式。同样的计算过程，第一个数组的第一行的第一个元素与第二个数组的第一行的第一个元素相乘，结果为数组公式的结果的数组的第一行的第一个元素，接着是第二个，第三个„„直到第N个。

规律很简单：两个同行同列的数组计算是对应元素间进行运算，并返回同样大小的数组。正如穿鞋要穿合脚的才走得了路一样，在公式或函数中使用数组时，运算对象或参数的数组维数要匹配，否则计算会出错。教室里，第一排的有8个同学，第二排有9个同学，老师说：“第一排和第二排的同学交换作业，互相检查。”第二排的第9个同学和谁交换？这就是数组的不匹配。数组不匹配时，工作就不能完成了。你可以试着改一改数组的参数试试。

2、数组与单一的数据的运算

这相当于在E42单元格输入公式=A42*$C$42，然后下拉复制公式实现。

等同于在B56输入公式“=B52+$B$54”，然后右拉复制公式实现。

等同于在C67单元格输入公式“=A60+$E$60”然后右拉下拉复制公式实现。

不难看出：一个数组与一个单一的数据进行运算，是将数组的每一元素均与那个单一数据进行计算，并返回同样大小的数组。

3、单列数组与单行数组的计算

两个数组相加，查看结果是几行几列：在任意单元格输入公式“=A80:A83+B87:E87”，抹黑公式，按F9键，可看到公式的计算结果为数组“{110,210,310,410;120,220,320,420;130,230,330,430;140,240,340,440}”通看看分号与逗号，我们知道这是一个四行四列的数组，选择一个四行四列的单元格，输入公式“=A80:A83+B87:E87”，三键结束，可看到返回的结果为：

相当于在E80输入公式“=$A80+B$87”右拉下拉复制公式的结果。单列数组与单行数组的计算：

A、计算结果返回一个多行列的数组；

B、返回数组的行数同单列数组的行数相同、列数同单行数组的列数相同。

C、返回数组中第R行第C列的元素是单列数组的第R个元素和单行数组的第C个元素运算的结果。

4、行数（或列数）相同的单列（或单行）数组与多行多列数组的计算（1）单列数组的行数与多行多列数组的行数相同时：

（2）单行数组的列数与多行多列数组的列数相同时：

计算规律同单行单列的数组计算的规律大同小异： A、计算结果返回一个多行列的数组；

B、返回数组的行、列数与多行多列数组的行列数相同；

C、单列数组与多行多列数组计算时，返回的数组的第R行第C列的数据等于单列数组的第R行的数据与多行多列数组的第R行第C列的数据的计算结果；

D、单行数组与多行多列数组计算时，返回的数组的第R行第C列的数据等于单行数组的第C列的数据与多行多列数组的第R行第C列的数据的计算结果。

＝＝＝＝＝＝＝留给你的思考题＝＝＝＝＝＝＝

讲到这里，我们可以暂停一下进度。课间休息，插播一段广告： 你可以喝杯水，听听音乐，然后我们来看几个例子：

图1：

图2：

图3：

上面的三张图，第一个公式是我们前面讲的例子，第二个公式是在第一个公式的基础上对参与计算的数组区域进行了修改，但是，两个不同参数的公式，返回的结果却都是一样的。这里我只是举了三个例子，你可以把前面我们讲过的公式里的数组参数都修改修改，什么情况下，会返回相同的结果呢？它们又有什么共同的地方？知识总是光顾那些善于总结和发现的人。否则，踩着别人的脚印走，想要看到别人没看到的风景，你要等到猴年马月？

好了，我也仿小学老师的口气问问大家：“为什么两个不同的公式，返回的结果都是一样的呢？从上面的图，你发现了什么？把你的发现说给你的伙伴听一听。” 这就是你今天的作业，如果你是真心想想学数组公式的，记得跟贴回复！

5、行、列数不相等的数组计算

（1）行数不相等的单列数组与与多行列数组的计算

（2）列数不相等的单行数组与多行多列数组的计算

（3）行、列数不相同的两个多行多列数组的计算

有了对前面例子的分析，再来看这三个例子就相对简单了。它们的计算规则和前面都是一样的，不难看出：

A、公式返回一个多行多列数组；

B、返回数组的行数与参与计算的两个数组中行数较大的数组的行数相同，列数与较大的列数的数组相同；

C、返回数组的大于较小行数数组行数、大于较大列数数组列数的区域的元素均为#N/A。有效元素为两个数组中对应数组的计算结果。

需要提醒一点的是，对会返回#N/A的数组，在进行再计算和处理时，考虑对#N/A值作相应的处理！

比如我们想对上面数组与数组2相加后的结果进行求和：

正确的公式（数组）：=SUM(IF(ISNA(A213:B216+D213:F215),0,A213:B216+D213:F215))通过ISNA函数对返回的数组里的各个元素进行了判断和处理，把把有的#N/A值替换成数值0，最后再用SUM函数对所有数值进行求和。

我们说，数组计算时，得注意行列数的匹配，其实如果了解了数组的计算原理后，能正确处理那些返回的#N/A值的话，很多时候，并不会出错的 第四部分：数组扩充

这一贴的内容相对比较简单，主要是对第三部分，数组的计算里提出的思考问题作出回复。昔日关云长温酒斩华雄的故事听过吧？如果你已认真读了前面的贴子，且用心总结了下，再来看此贴，相信你也会有“云长提华雄之头，掷于地上，其酒尚温”的豪气。

呵呵„„嫌我唐僧了吧？那端上一杯热茶，快快进入主题，当读完贴后，你的茶是否喝完？

读完上一贴，了解了数组公式的计算规律后，我们知道，数组与数组计算，返回一个新的数组。返回的数组的行数与参与计算的数组中行数较大的数组的行数相同，列数与列烽较大的数组的列数相同。

但“为什么两个不同的公式，返回的结果却相同呢？”，这就是我们今天要讲的一个新概念——数组扩充。

数组计算时，参与计算的两个数组得具有相同的维数，也就是得注意行列数的匹配。

对于行列数不匹配的数组，在计算时Excel会将数组对象进行扩展，以符合计算需要的维数。每一个参与计算的数组的行数必须与行数最大的数组的行数相同，列数必须与列数最大的数组的列数相同。

例1：

公式：=SUM({10,20,30,40}*10)里，第一个参数{10,20,30,40}是一行四列的数组，第二个参数不是数组，只是一个数值，为了让第二个数值能与第一个数组进行专题片，这时，Excel会自动将第二参数的10扩充成一个一行四列的数组{10，10，10，10}与第一参数匹配。所以，SUM({10,20,30,40}*10)最后是使用SUM({10,20,30,40}*{10,10,10,10})进行计算，得到的结果是10*10，20*10，30*10，40*10的和。

例2：

公式：={10;20;30;40}+{100,200}的第一个参数{10;20;30;40}是一个四行一列的数组，{100,200}是一个一行二列的数组，在计算时，Excel会将第一个数组自动扩充为一个四行二列的数组{10,10;20,20;30,30;40,40}，也会将第二个数组扩充为一个四行二列的数组{100,200;100,200;100,200;100,200}，所以={10;20;30;40}+{100,200}这个公式最后是使用公式={10,10;20,20;30,30;40,40}+{100,200;100,200;100,200;100,200}进行计算。公式最后返回的数组也是一个四行二列的数组，数组的第R行第C列的元素等于扩充后的两个数组的第R行第C列的元素的计算的结果。

好了，在这一贴要讲的已经讲完了。“数组扩充”这个华雄是否已被你斩于马下？也不知道你手里的茶喝完了没？我希望听到你回答的是：“华雄已斩，茶没喝完，还温着呢。”有兴趣，记得跟贴告诉我一声。呵呵„„

继续喝茶，休息。顺便听我再给你唠叨几句。

班里有50个学生，为了让每个学生都有座位，需要预备50套课桌椅。如果只有30套课桌椅，那最后进教室的20个同学将没有座位，如果有60套课桌椅，将会有10套课桌椅空在教室里而别的班级需要课桌椅的同学又不能使用。浪费啊„„

学生就像数组里的元素，输入数组公式返回数组的元素就像叫学生进教室，我们得给他们准备好合适的座位。所以输入多单元格数组公式时，应先选中需要返回数据的单元格区域，选中的单元格区域的行、列数应与返回数组的行、列数相同。否则，如果选中的区域小于数组返回的行列数，站在教室里，我们只能看到占了座位的这群学生。如果选择的区域大于数组返回的行列数，那超出的区域将会没有学生去坐而返回#N/A值。

第五部分：公式的解读

有人说，不喜欢数组公式。原因是太复杂，看不懂。

所以，先讲一讲公式的解读，对初学的人来说，应该是很有必要的。对于公式的解读，论坛上已经有很多的例子了，所以，我也没有什么新的东西可以跟大家讲。在这里，我把前辈们的经验总结一下，和大家分享。

1、利用F9键

这好像是大家在解读公式的时候用得最多的一个功能了。想知道某段公式的运行结果是什么？在编辑里，用鼠标选中需要进行计算的某段公式，将其抹黑，然后按F9键，就得到了公式的计算结果。这个功能我们在前面讲数组维数的时候已经用到了，这里不再多讲。需要提醒的是：当你对公式按F9键进行求值后，返回的时候记得按Esc键，或者点编辑栏左侧的“取消”按钮。否则公式就变成你求值后的样子了。

2、利用公式求值

要看懂复杂的公式，公式审核的的帮助是很大的。选择需要公式求值的单元格，点击“工具—>公式审核—>公式求值”，调出公式求值对话框。

点击“求值”铵钮，可以逐步对公式进行计算，将公式每一步的运算结果展示出来。

3、利用插入函数

对于复杂公式的结构分析、分段理解，使用插入函数功能是很方便的。

点鼠标左键，将光标定位到编辑栏里公式的某个地方。点击“插入——>函数”菜单命令：

这时，弹出函数参数的对话框，它会对我们的公式进行分段解析。

当然，你也可以直接点击编辑栏左边的插入函数命令按钮来调出对话框。

第二篇：药剂学中运用公式归纳

药剂学中运用公式归纳 1.Noyes-Whitney dc/dt=K·S·Cs溶出原理（K为溶出常数，S为药物与溶出介质的接触面积，Cs是药物的溶解度）方程说明了药物溶出的规律，所以增加溶解速度的方法有：

１）升高温度，增加药物分子的扩散系数D；

２）搅拌，可减少扩散层的厚度δ；

３）减小药物粒径，增加药物与溶出介质接触的表面积S。

• dc/dt=DS /v ×(Cs-C),K=D /v 

•dc/dt—药物的溶出速度

• D—药物的扩散系数

• V－溶出介质的量 －扩散边界层厚

• K－溶出速度常数

• Cs－药物的溶解度

• C－介质中药物的浓度

• S－溶出界面面积（表面积S将会极大的增加，溶出速率显著加快，运用于固体分

散体的速释原理，药物高度分散状态）

• 在漏槽条件下，Cs》C，dc/dt=KSCs

1、S，粉碎，P109图4-4

2、K ，搅拌，介质的粘度

3、CS，改变晶型、固体分散体——药物高能状态。在固体分散体中，药物以无定

型或亚稳态的晶型存在，处于高能状态（即这些药物分子的扩散能量很高），所以溶出很快。

缓控释制剂设计中的运用

根据Noyes-Whitney溶出速度公式，通过减少药物的溶解度，增大药物粒径，以降低药物的溶出速度达到长效作用，具体方法有：



1、制成溶解度小的盐或酯，如青霉素普鲁卡因盐、睾丸素丙酯。



2、与高分子化合物生成难溶性盐，如鞣酸与生物碱类药物可形成难溶性盐。

3、控制粒子大小，药物的表面积减小，溶出速度减慢。



4、药物包藏于溶蚀性骨架中

2.液体的流动符合Poiseuile公式V=Pπr4t/8ηl（V——液体的滤过体积，P——滤过时的操作压力差，r——毛细管的半径，l——滤层的厚度，η——滤液的粘度，t——滤过的时间）

滤过的影响因素滤过的压力、药液的粘度、滤过介质的孔径、滤饼中的毛细管半径与长度等

提高过滤速度的措施

１）改变压力采用加压或减压的方法２）降低药液粘度趁热滤过

３）加入助滤剂减少滤材的毛细孔堵塞。常用的助滤剂有活性炭、纸浆、硅藻土等。４）更换滤材或动态滤过减小滤渣的阻力

５）先粗滤再精滤滤过时先用孔径大的滤过介质（如滤纸、棉、绸布、尼龙布、涤纶布、砂滤棒等）滤过，再用孔径小的滤过介质（如垂熔玻璃、微孔薄膜等）滤过

3.stoke’s定律：V=2r2(ρ1-ρ2)g/9η

增加混悬剂的稳定性措施

1.2.减少微粒与分散介质之间的密度差

3.增大分散介质的粘度

4.fick’s 定律：扩散第二定律

扩散过程尚未达到稳定状态前，物质浓度随时间和位置（只考虑方向）而变化的关系，服从偏微分式。对于具体的扩散过程，要利用其特定的起始条件和边界条件求解此式，得出的具体函数。该定律是处理各种扩散传质过程理论的有力工具。关于药剂学上的应用：控缓释制剂的应用，浸出制剂的浸出因素

缓控释药原理：

以扩散为主的缓、控制剂，药物首先溶解成溶液后再从制剂中扩散出来进入体液，其释药受扩散速率控制。

第三篇：平方差公式的运用

浅谈平方差公式在初中数学中的运用

提要：平方差公式(ab)(ab)a2b2是初中阶段的一个重要的公式，应用也十分广泛，必须引起教师的高度重视。

关键词：平方差

整式乘法

因式分解

无理数

平方差公式在初中数学上占据了重要位置，在近几年的中考和期末测试中经常出现，所以要求学生掌握并运用好平方差公式。

一、平方差公式乘法中的运用

平方差公式：(ab)(ab)a2b2，其形式是：两项之和与这两项的差的乘积等于这个项的平方差，其中的a、b可以是具体数，也可以是单项式、多项式。可用公式的都有两个共同特点：前一个因式与后一个因式中各有一项是相同，剩下的两项是互为相反数。有些形式上不符合公式，但只要符合这个特点，可以根据公式的特点，应用加法加换律、结合律进行灵活变形，或者用提负号的方法把题转化成平方差公式。

（一）、整式乘法中的运用 例1.(2x3)(2x3)

分析：本题是整式乘法中的最简单的，是这两个项的和与这两个项的差的积等于这两项的平方差，可直接用公式进行计算。

(2x3)(2x3)(2x)2324x29例2．(3a2b)(3a2b)

分析：本类题是属于两个多项项式的乘积，这类题形首先要观察是否符合公式特点，看出前一个因式中与后一个因式中都是-2b，剩下的一个是-3a，一个3a，它们互为相反数，可以用公式。计算本题有两种方法（1）是利用加法加换律调整位置，把它转化为一般式；（2）提一个负号转化成一般式，再用公式计算。

解法

1、加法加换律进行调整其位置

解法

2、提取负号

(3a2b)(3a2b)

(3a2b)(3a2b)

2b3a(2b3a)

(3a2b)(3a2b)

(9a24b2)

22=2b3a

例

3、2xyz2xyz 4b29a9a4b

分析：本类题每一个因式中都是三个或三个以上的项，所以先利用加法结合律，把一个因式中的多项式转化成两个式子的和差形式，再观察是否符合公式特点。前一个因式中的2xyz结合成[(2xy)z]，后一个因式2xyz结合成[(2xy)z]，(2xy)与(2xy)为相等，z与-z互为相反数，可用公式进行计算。

2xyz2xyz

2xyz2xyz 2xyz2xyz

2xyz2 24x24xyy2z2

小结：注意平方差进行乘法运算时，经常出现的的误区有（1）对因式中各项的系数，符号要仔细观察、比较，不能误用公式，如(3a2b)(2a3b)、如（2）公式中的字母是多种形式(3a2b)(3a2b)，此类题目不能运用平方差公式；的，所以当这个字母表示一个负数、或分数、或单项式与多项式，应加上括号，避免出现只把字母平方，而系数忘了平方的错误。

二、因式分解中的应用

因式分解我们一般采用的方法是：一提（提取公因式）、二套（套用公式）、三分组，其中套用平方差公式，也就是整式乘法中(ab)(ab)a2b2的逆用：a2b2(ab)(ab)，其题可以是二项式，也可以是多项式。能用公式的共同特点：题目中都可以转化成一项或一式的平方减去一项或一式的平方。如有这种形式的都能用平方差公式进行了分解因式。分解因式时，要求掌握好逆用幂的运算法则，弄清楚多项式中可转化哪几个数组成平方差，清楚题形中的a、b各代表什么式。

例

1、分解因式x2y2

分析：本题与公式是一样的，可直接套用公式。

x2y2(xy)(xy)

例

2、分解因式x4y16y

分析：此题先提公因式y，所剩下的x416转化成(x2)242，其中a为x2、b为4，本题用平方差公式到各因式不能再分解为止。

x4y16yy(x416)

y(x24)(x24)

y(x24)(x2)(x2)例

3、因式分解x22xyy29

分析：本题我们先要进行分组成能转化成平方差公式，前三项分在一组里，最后一项为一组，把x22xyy2转化成(xy)2，从而形成(xy)232

x22xyy29(xy)232(xy3)(xy3)

小结：因式分解中的平方差公式的运用是必要的，有些题目只有用平方差公式才能分解因式，它的作用更大于整式乘法中的应用，整式乘法中如果不会用公式，也可以用一般的多项式乘以多项式的方法来计算，只是复杂而已。分解因式中时常的错误有：（1）各项没有转化为平方就用公式，如4x2y2(4xy)(4xy)；（2）误用公式，如x2y2(xy)(xy)

三、平方差公式在一些特殊题中的运用

（一）、简便运算中的运用

如某两数的乘积，如果这两个数与另一个数都要都相差相同的一个数时，就可以把这两数的乘积转化成另外一个数与相同数的和与差的乘积，从而做到转化成平方差公式。

例1、98×102

分析：98与102都与100相差2，98转化成100-2，102转化成100+2。98×102 =（100-2）（100+2）=100222 =9996 例2、2563255256257

分析：本题的技巧在于三个连续的整数，我们可以将第一个数转化成中间数减1，第三个数可以转化中间数加1。

(3)2563255256257256325625612561 2563256(256212)25632563256256例3、10029929829722212

分析：本题中每两组都要可以转化成平方差公式，计算后会发现它是一个等差数列。

10029929829722212(10099)(10099)(9897)(9897)(21)(21)10099989721100(1001)25050小结：有关复杂的数字计算中，如能抓住数字特点，巧用平方差公式，可简化运算过程，提高运算效率，培养良好的数学素养。数字中的平方差公式的运算会出现错识有：98×102=（100-2）（100+2）=100222982

（二）、二次根式计算及分母有理化中的运用

用平方差公式进行二次根式计算及分母有理化，是初三二次根式计算和化简中的重点。它的方法在于分子分母同时乘以一个式子，使其分母转化成一平方差公式，从而做到分母去根号（有理化）的效果。

例1：(62)(62)

分析：本类题是二次根式的计算，是这两个数的和与这两个数的差的积等于这两个数的平方差，用公式6为a，2为b进行计算。

(62)(62)(6)2(2)2624

例2化简 452

分析：观察此题分母中含有二次根式，要进行有理化，分母本身是52，分子分母同时乘以52，使分母转化成平方差公式。

4524(52)(52)(52)45424542223(5)(2)

小结：这种类型题分母有理化中要抓住分母的特点，想办法使其转化为平方差公式，做题时切记，如果是单用完全平方去分母是起不到有理化的效果，所以要用平方差公式进行有理化。例如：

除了初中价段的应用外，以后的数学学科都有其有关的知识，可见平方差公式在数学领域中应用及其广泛，值得一提的是这个公式从初中到大学都有不同程度的应用，教学上初中至关重要，因此我们应该从不同的角度去掌握并运用平方差公式。

44216 252(52)52102

浅谈平方差公式在初中数学中的运用

玉龙县鲁甸中学

和祺剑

提要：平方差公式(ab)(ab)a2b2是初中阶段的一个重要的公式，应用也十分广泛，必须引起教师的高度重视。

关键词：平方差

整式乘法

因式分解

无理数

平方差公式在初中数学上占据了重要位置，在近几年的中考和期末测试中经常出现，所以要求学生掌握并运用好平方差公式。

一、平方差公式乘法中的运用

平方差公式：(ab)(ab)a2b2，其形式是：两项之和与这两项的差的乘积等于这个项的平方差，其中的a、b可以是具体数，也可以是单项式、多项式。可用公式的都有两个共同特点：前一个因式与后一个因式中各有一项是相同，剩下的两项是互为相反数。有些形式上不符合公式，但只要符合这个特点，可以根据公式的特点，应用加法加换律、结合律进行灵活变形，或者用提负号的方法把题转化成平方差公式。

（一）、整式乘法中的运用 例1.(2x3)(2x3)

分析：本题是整式乘法中的最简单的，是这两个项的和与这两个项的差的积等于这两项的平方差，可直接用公式进行计算。

(2x3)(2x3)(2x)2324x29例2．(3a2b)(3a2b)

分析：本类题是属于两个多项项式的乘积，这类题形首先要观察是否符合公式特点，看出前一个因式中与后一个因式中都是-2b，剩下的一个是-3a，一个3a，它们互为相反数，可以用公式。计算本题有两种方法（1）是利用加法加换律调整位置，把它转化为一般式；（2）提一个负号转化成一般式，再用公式计算。

解法

1、加法加换律进行调整其位置

解法

2、提取负号

(3a2b)(3a2b)

(3a2b)(3a2b)

2b3a(2b3a)

(3a2b)(3a2b)

(9a24b2)

22=2b3a

例

3、2xyz2xyz 4b29a9a4b

分析：本类题每一个因式中都是三个或三个以上的项，所以先利用加法结合律，把一个因式中的多项式转化成两个式子的和差形式，再观察是否符合公式特点。前一个因式中的2xyz结合成[(2xy)z]，后一个因式2xyz结合成[(2xy)z]，(2xy)与(2xy)为相等，z与-z互为相反数，可用公式进行计算。

2xyz2xyz

2xyz2xyz

2xyz2xyz

2xyz2 24x24xyy2z2

小结：注意平方差进行乘法运算时，经常出现的的误区有（1）对因式中各项的系数，符号要仔细观察、比较，不能误用公式，如(3a2b)(2a3b)、如（2）公式中的字母是多种形式(3a2b)(3a2b)，此类题目不能运用平方差公式；的，所以当这个字母表示一个负数、或分数、或单项式与多项式，应加上括号，避免出现只把字母平方，而系数忘了平方的错误。

二、因式分解中的应用

因式分解我们一般采用的方法是：一提（提取公因式）、二套（套用公式）、三分组，其中套用平方差公式，也就是整式乘法中(ab)(ab)a2b2的逆用：a2b2(ab)(ab)，其题可以是二项式，也可以是多项式。能用公式的共同特点：题目中都可以转化成一项或一式的平方减去一项或一式的平方。如有这种形式的都能用平方差公式进行了分解因式。分解因式时，要求掌握好逆用幂的运算法则，弄清楚多项式中可转化哪几个数组成平方差，清楚题形中的a、b各代表什么式。

例

1、分解因式x2y2

分析：本题与公式是一样的，可直接套用公式。

x2y2(xy)(xy)

例

2、分解因式x4y16y

分析：此题先提公因式y，所剩下的x416转化成(x2)242，其中a为x2、b为4，本题用平方差公式到各因式不能再分解为止。

x4y16yy(x416)

y(x24)(x24)

y(x24)(x2)(x2)例

3、因式分解x22xyy29

分析：本题我们先要进行分组成能转化成平方差公式，前三项分在一组里，最后一项为一组，把x22xyy2转化成(xy)2，从而形成(xy)232

x22xyy29(xy)232(xy3)(xy3)

小结：因式分解中的平方差公式的运用是必要的，有些题目只有用平方差公式才能分解因式，它的作用更大于整式乘法中的应用，整式乘法中如果不会用公式，也可以用一般的多项式乘以多项式的方法来计算，只是复杂而已。分解因式中时常的错误有：（1）各项没有转化为平方就用公式，如4x2y2(4xy)(4xy)；（2）误用公式，如x2y2(xy)(xy)

三、平方差公式在一些特殊题中的运用

（一）、简便运算中的运用

如某两数的乘积，如果这两个数与另一个数都要都相差相同的一个数时，就可以把这两数的乘积转化成另外一个数与相同数的和与差的乘积，从而做到转化成平方差公式。

例1、98×102

分析：98与102都与100相差2，98转化成100-2，102转化成100+2。98×102 =（100-2）（100+2）=100222 =9996 例2、2563255256257

分析：本题的技巧在于三个连续的整数，我们可以将第一个数转化成中间数减1，第三个数可以转化中间数加1。

(3)2563255256257256325625612561 2563256(256212)25632563256256例3、10029929829722212

分析：本题中每两组都要可以转化成平方差公式，计算后会发现它是一个等差数列。

10029929829722212(10099)(10099)(9897)(9897)(21)(21)10099989721100(1001)25050小结：有关复杂的数字计算中，如能抓住数字特点，巧用平方差公式，可简化运算过程，提高运算效率，培养良好的数学素养。数字中的平方差公式的运算会出现错识有：98×102=（100-2）（100+2）=100222982

（二）、二次根式计算及分母有理化中的运用

用平方差公式进行二次根式计算及分母有理化，是初三二次根式计算和化简中的重点。它的方法在于分子分母同时乘以一个式子，使其分母转化成一平方差公式，从而做到分母去根号（有理化）的效果。

例1：(62)(62)

分析：本类题是二次根式的计算，是这两个数的和与这两个数的差的积等于这两个数的平方差，用公式6为a，2为b进行计算。

(62)(62)(6)2(2)2624

例2化简 452

分析：观察此题分母中含有二次根式，要进行有理化，分母本身是52，分子分母同时乘以52，使分母转化成平方差公式。

4524(52)(52)(52)45424542223(5)(2)

小结：这种类型题分母有理化中要抓住分母的特点，想办法使其转化为平方差公式，做题时切记，如果是单用完全平方去分母是起不到有理化的效果，所以要用平方差公式进行有理化。例如：

除了初中价段的应用外，以后的数学学科都有其有关的知识，可见平方差公式在数学领域中应用及其广泛，值得一提的是这个公式从初中到大学都有不同程度的应用，教学上初中至关重要，因此我们应该从不同的角度去掌握并运用平方差公式。

44216 252(52)52102

第四篇：运用平方差公式因式分解求值

运用平方差公式因式分解求值

【知识点】

①

利用平方差公式分解因式

②

整体代入求值

③

联立方程组，解方程组

【练习题】

1.已知，则

2.已知，则

3.已知，则

4.已知，则

5.已知，则

6.已知，则

7.已知，则，8.已知，则，9.已知，则，10.已知，则，11.已知，则，12.已知，则，13.已知，则

14.已知，则

15.已知，则

16.已知，则

17.已知，则

答案

1.2

2.3

3.4

4.2

5.4

6.3

7.2；

8.5；1

9.5；

10.4；

11.-1；2

12.2；1

13.21

14.7

15.2

16.4

17.4

第五篇：二倍角公式的运用

学科：数学

教学内容：导数的应用

（一）【学习目标】

利用导数研究函数的切线、单调性、极大（小）值、函数在连续区间［a，b］上的最大（小）值，培养数学思维能力．

【高考试题剖析】

91．曲线y＝x在点（3，3）处的切线倾斜角α＝__________．

92923【解析】∵y′＝－x，∴y′|x＝3＝－x|x＝3＝－1，∴α＝4π．

3【答案】4π

x－x2．函数f（x）＝e＋e在（0，＋∞）上的单调性是___________． 【解析】∵f′（x）＝ex－e－x＝e－x（e2x－1），当x∈（0，＋∞）时，f′（x）>0． ∴f（x）在（0，＋∞）上是增函数． 【答案】增函数

3．函数y＝1＋3x－x3有（）A．极小值－1，极大值1

B．极小值－2，极大值3 C．极小值－2，极大值2

D．极小值－1，极大值3

2【解析】∵f′（x）＝3－3x＝0，∴x＝±1 ∴f（1）＝3，f（－1）＝－1． 【答案】D 324．函数y＝2x－3x－12x＋5在［0，3］上最大、小值是（）A．5，－15

B．5，4

C．－4，－15 D．5，－16 2【解析】y′＝6x－6x－12＝6（x－2）（x＋1）令y′＝0，得：x＝2或x＝－1（舍）检验知，当x＝2时，y极小＝－15．

又f（0）＝5，f（3）＝2×27－3×9－12×3＋5＝－4 ∴y最大值＝5，y最小值＝－15 【答案】A 5．下面说法正确的是（）

A．函数在闭区间上的极大值一定比极小值大 B．函数在闭区间上的最大值一定是极大值

C．对于f（x）＝x3＋px2＋2x＋1，若|p|<6，则f（x）无极值 D．函数f（x）在区间（a，b）上一定存在最值

【解析】极值是函数的局部性质，最值是函数的整体性质，因此，极大值不一定是最大值，A错．由于函数的最值可能在端点取得，因此最大值不一定是极值，B错．

22对于C，∵f′（x）＝3x＋2px＋2，方程3x＋2px＋2＝0，当|p|<6时无实根，而f（x）在R内可导，因此f（x）无极值．

【答案】C 【典型例题精讲】

1［例1］研究函数f（x）＝ax3＋bx2－ax＋1的单调性，其中a≠0．

1【解】∵f′（x）＝3ax＋2bx－a

2b当a＞0时，f′（x）＞0，则x＜

2b33a或

22xbb33a，2bf′（x）＜0时，b33a2xbb33ab32，(,所以f（x）在在[bb3a2b2b33a],[b3a,)上单调递增，3,bb3a3]上单调递减．

[当a＜0时，同样可得f（x）在bb3bb3,]3a3a上单调递增，b3222bb323a3a在（－∞，＋∞）上单调递减．

432［例2］偶函数f（x）＝ax＋bx＋cx＋dx＋e的图象过点P（0，1），且在x＝1处的切线方程为y＝x－2，（1）求y＝f（x）的解析式；（2）求y＝f（x）的极值．

【解】（1）∵f（x）是偶函数，∴b＝d＝0．又图象过点P（0，1），则e＝1，此时f（x）42＝ax＋cx＋1 ∴y′＝4ax3＋2cx，∴y′|x＝1＝4a＋2c＝1

① 又切线的切点（1，－1）在曲线上，∴a＋c＋1＝－1 ②

由①②得,],[ba52,c92，∴

f(x)52x4923x12

（2）f′（x）＝10x3－9x＝0，∴x＝0或x＝±10． 通过列表可知：

341当x＝±10时，f（x）极小＝－40

当x＝0时，f（x）极大＝1 1［例3］曲线y＝3x6上哪一个点的法线在y轴上截距最小?（所谓法线是指：过曲线上一点与以此点为切点的切线垂直的直线）

1【解】在曲线y＝3x6上任取一点（x，y），过该点切线的斜率为k＝2x5

1∴法线的斜率为－2x．

51∴法线的方程为Y－y＝－2x（z－x）

5Yy令z＝0，得法线在y轴上的截距：

12x4x6312x

4xx则

令Y′＝0，得x＝±1 当x＜－1时，Y′＜0，则Y单调减小； 当－1＜x＜0时，Y′＞0，则Y单调增加； 当0＜x＜1时，Y′＜0，则Y单调减小； 当x＞1时，Y′＞0，则Y单调增加； Y2x5252(x1051)51从而当x＝±1时，Y取得最小值为6，此时点（±1，3）为所求．

32［例4］已知f（x）＝ax＋bx＋cx（a≠0）在x＝±1时取得极值，且f（1）＝－1，（1）试求常数a、b、c的值；

（2）试判断x＝±1是函数的极大值还是极小值，并说明理由．

【分析】考查函数f（x）是实数域上的可导函数，可先求导确定可能的极值点，再通过极值点与导数的关系，即极值点必为f′（x）＝0的根建立起由极值点x＝±1所确定的相关等式，运用待定系数法确定a、b、c的值．

2（1）【解法一】f′（x）＝3ax＋2bx＋c，∵x＝±1是函数的极值点

2∴x＝±1是方程3ax＋2bx＋c＝0的两根． 由根与系数的关系知：

又f（1）＝－1，∴a＋b＋c＝－1

③ 由①、②、③解，得：【解法二】由f′（1）＝f′（－1）＝0，得：3a＋2b＋c＝0 ① 3a－2b＋c＝0

② 又f（1）＝－1，∴a＋b＋c＝－1

③

2．1333233f(x)xxx(x1)(x1)22，∴f′（x）＝222（2）

当x<－1或x>1时f′（x）>0，当－1

【注】本题从逆向思维的角度出发，根据题设结构进行逆向联想，合理地实现了问题的转化，使抽象的问题具体化，在转化的过程中充分运用了已知条件确定了解题的大方向．

［例5］证明方程sinx＝2x只有一个实根：x＝0．

【证明】构造函数f（x）＝2x－sinx，x∈（－∞，＋∞）．

∵f′（x）＝2－cosx>0，∴f（x）在（－∞，＋∞）上是增函数． 由①、②、③解得：

a1,b0,c3a12,b0,c3又当x＝0时，f（x）＝0，∴方程2x＝sinx有惟一实根x＝0． 【注】本题体现了函数思想的应用．

【达标训练】

1．函数y＝（x2－1）3＋1在x＝－1处（）A．有极大值

B．有极小值 C．无极值

D．无法确定极值情况

22【解析】∵y′＝3（x－1）·2x，令y′＝0，得：x＝0或x＝1或x＝－1，但当x∈（－∞，－1）时，y′<0，当x∈（－1，0）时，y′<0，因此当x＝－1时无极值．

【答案】C 2．设y＝（2x＋a）2，且y′（2）＝20，则a等于（）A．－1 B．1

C．0

D．任意实数 【解析】∵y′＝4（2x＋a），∵y′|x＝2＝20，∴a＝1． 【答案】B 3．函数y＝sin2x－x，x∈

[,22上的最大值是___________，最小值是_________．

32]【解析】∵y′＝2cos2x－1＝0，∴x＝±6

f(而端点6)326,f(6)6 ,f(2),f()222

所以y的最大值是2，最小值是－2．

【答案】2 －2

4．如果函数f（x）＝ax3－x2＋x－５在（－∞，＋∞）上单调递增，则a__________． 【解析】∵y′＝3ax2－2x＋1＞0

1∴a＞0且Δ＝4－12a＜0，即a＞3．

1【答案】＞3

5．求证：当|x|≤2时，|3x－x3|≤2． 【证明】设f（x）＝3x－x3

22f′（x）＝3－3x＝3（1－x）当x＝±1时，f′（x）＝0 当x＜－1时，f′（x）＜0 当－1

16．设f（x）＝x－2x－2x＋５

（1）求函数f（x）的单调递增、递减区间；

（2）当x∈［－1，2］时，f（x）＜m恒成立，求实数m的取值范围．

322【解析】（1）令f′（x）＝3x2－x－2＞0，得x＜－3或x＞1．

22∴函数的单调增区间为（－∞，－3）、（1，＋∞），单调减区间为（－3，1）（2）原命题等价于f（x）在［－1，2］上的最大值小于m．

2由f′（x）＝0，得x＝－3或1，2327又f（2）＝7 ∴m＞［f（x）］max＝7．

27．求函数y＝xlnx的极值． f(1)11,f(2)522,f(1)72，1【解析】定义域D：（0，＋∞），y′＝2xlnx＋x·x＝x（2lnx＋1）．

212121212令y′＝0，得：x＝e时，y′>0，12，当0e∴y在（e12，＋∞）上是增函数．

1211∴x＝e时，y有极小值（e）2（－2）＝－2e．

【解题指导】

掌握求给定函数的单调区间、极值、最值的一般方法，会求已知曲线在指定点处的切线的斜率．

【拓展练习】 备选题

1．求y＝excosx的极值．

【解】y′＝ex（cosx－sinx），令y′＝0，即cosx－sinx＝0，得x＝2kπ＋4或x＝52kπ＋4π，k∈Z．

35当x∈（2kπ＋4，2kπ＋4π）（k∈Z）时，y′<0，f（x）为减函数；当x∈（2kπ－4π，2kπ＋4），k∈Z时，y′>0，f（x）为增函数，因此，当x＝2kπ＋4（k2∈Z）时，y有极大值2·e2k4（k∈Z）．

52当x＝2kπ＋4π（k∈Z）时，y有极小值－2·e（k∈Z）．

322．已知f（x）＝2x－6x＋m（m为常数），在［－2，2］上有最大值3，那么此函数在［－2，2］上的最小值为（）

A．－37

B．－29 C．－5

D．－11

2【解析】∵f′（x）＝6x－12x＝6x（x－2），由f′（x）＝0，得x＝0或2．

∵f（0）＝m，f（2）＝－8＋m，f（－2）＝－40＋m，有f（0）>f（2）>f（－2）∴m＝3，最小值为f（－2）＝－37． 【答案】A 3．函数y＝3x2－2lnx的单调增区间为_____；减区间为_____． 【解析】函数的定义域为：（0，＋∞）

42k52300，得x>3，∴单调增区间为（3，＋∞），由y′<0，得

3∴单调减区间为（0，3）．

33【答案】（3，＋∞）（0，3）

4．求曲线y＝4－x2（x>0）上与定点P（0，2）距离最近的点． 【解】设曲线y＝4－x2上任意一点为Q（x，y），则

4|PQ|＝

2423设f（x）＝|PQ|＝x－3x＋4，则f′（x）＝4x－6x＝2x（2x2－3）(x0)(y2)22x2(2x)22x43x23令f′（x）＝0，∵x>0，∴x＝

32，又当0

32时取极小值，因为f（x）只有一个极3当x>2时，f′（x）>0，∴f（x）在x＝

35,值点，因此该极小值也是最小值，相应地|PQ|也取得最小值，这时Q点坐标为（22），35,22）即与点P（0，2）最近的点是Q（．

注：如果函数f（x）在给定区间内只有一个极值点（单峰函数），那么极小值即为最小值，极大值即为最大值．

学科：数学 教学内容：导数的应用

（二）【学习目标】

利用导数求解一些实际问题的最大值和最小值，培养学生分析问题、解决问题的能力．

【高考试题剖析】

x1）的单调性是______________．

lgelgex2(1xx)(1)222xx11x 【解析】y′＝xx1lge021x，所以f（x）在R上是增函数． 1．函数f（x）＝lg（x＋【答案】增函数

212．已知一直线切曲线y＝10x于x＝2，且交此曲线于另一点，则此点坐标___________．

313【解析】∵k＝y′｜x＝2＝（10x）′｜x＝2＝1.2 又切点为（2，0.8），切线方程为6x－5y－8＝0

x2x4,联立解得y0.8y6.4 所以另一交点为（－4，－6.4）． 【答案】（－4，－6.4）

3．等边三角形当高为8 cm时，其面积对高的改变率是__________． 13xy106x5y801【解析】∵S＝162163h2，∴S′＝3h ∴S′|h＝8＝3

【答案】3

4．函数y＝x3＋3x2－24x＋12的极小值是_____．

【解析】∵y′＝3x2＋6x－24＝3（x2＋2x－8）＝3（x＋4）（x－2）令y′＝0，得x＝－4或x＝2，检验知：当x＝2时，y取极小值－16． 【答案】－16

【典型例题精讲】

1［例1］当x＞0时，证明ln（1＋x）＞x－2x．

21【证明】设f（x）＝ln（1＋x）＋2x2－x，其定义域为（－1，＋∞），1x1f′（x）＝x1

∴f（x）在（－1，＋∞）上是增函数

由增函数定义知：当x＞0时，f（x）＞f（0）＝0 1即ln（1＋x）＋2x2－x＞0 x1x201所以当x＞0时，ln（1＋x）＞x－2x．

［例2］设f（x）＝ax3＋x恰有三个单调区间，试确定实数a的取值范围，并求出这三个单调区间．

2【解】∵f′（x）＝3ax＋1，若a>0，则f′（x）>0，x∈（－∞，＋∞），此时f（x）只有一个单调区间，矛盾；若a＝0，则f′（x）＝1>0，此时f（x）仍只有一个单调区间．

2(x若a<0，f′（x）＝3a·

13a)(x113a，综上可知a<0时，f（x）恰有

113a，＋∞），增区间为（－

3a)三个单调区间，其中减区间为（－∞，－

3a）和（，13a）．

［例3］用总长14.8 m的钢条制作一个长方体容器的框架，如果所制容器的底面的一边比另一边长0.5 m，那么高为多少时容器的容积最大?并求出它的最大容积? 【解】设容器底面短边长为x m，则另一边长为（x＋0.5）m，高为（3.2－2x）m，由3.2－2x＞0，x＞0，得0＜x＜1.6 设容器的容积为y m3，则有y＝x（x＋0.5）（3.2－2x）（0＜x＜1.6)

整理y＝－2x3＋2.2x2＋1.6x ∴y′＝－6x2＋4.4x＋1.6

4令y′＝0 ∴x1＝1，x2＝－15（舍去）．

从而，在定义域（0，1.6）内只有在x＝1处使y′＝0，由题意，若x过小（接近0）或过大（接近1.6）时，y值很小（接近0），因此，当x＝1时，ymax＝1.8，此时高1.2 m．

3【答】容器的高为1.2 m时容积最大，最大容积为1.8 m． ［例4］一艘轮船在航行中的燃料费和它的速度的立方成正比，已知在速度为每小时10公里时燃料费是每小时6元，而其他与速度无关的费用是每小时96元，问此轮船以何种速度航行时，能使行驶每公里的费用总和最小？

33【解】设船速为x（x>0）公里/小时，燃料费是Q元，则Q＝kx，由6＝k·10得：k3＝500，331∴Q＝500x3，总费用y＝（500x2＋96）·x3500x2966x，∵y′＝500x96x，2令

y′＝0，得x＝20，由于该函数在（0，＋∞）内有惟一的极值点是极小值点，所以该极小值是最小值．因此，当船速为20公里/小时时，航行每公里的费用总和最小．

［例5］直线y＝a与函数f（x）＝x3－3x的图象有相异三个交点，求a的取值范围．

2【解】∵f′（x）＝3x－3＝3（x－1）（x＋1），由f′（x）>0得单调增区间为（－∞，－1），（1，＋∞），由 f′（x）<0得单调减区间为（－1，＋1），检验知x＝1时，f（1）＝－2是极小值，当x＝－1时，f（－1）＝2是极大值，结合图象知：

当－2

【达标训练】

1．证明双曲线xy＝a2上任意一点的切线与两坐标轴围成的三角形的面积为定值．

a2【证明】设y＝x上任一点为Q（x0，y0），则

ky|xx0ax22|xx0a22x0，∴切a22线方程为：y－y0＝－x0（x－x0）

令y＝0，则xx0y0x0a22x0ax0a2222x0

yy0令x＝0，则

a2x02

x0y0ax02a2x0

1∴S＝2|x|·|y|＝2a（定值）

22．当0

【证明】令f（x）＝x－sinx，则当0＜x＜2时，f′（x）＝1－cosx＞0 ∴f（x）在（0，2）上单调增加，而f（0）＝0，∴当0＜x＜2时，f（x）＞0，即x＞sinx

222令ｇ（x）＝sinx－x，∴ｇ′（x）＝cosx－

当0＜x＜arccos时，ｇ′（x）＞0，则ｇ（x）单调增加；

2＝0

当arccos＜x＜2时，ｇ′（x）＜0，则ｇ（x）单调减小，而f（0）＝f（2）2∴当0＜x＜2时，ｇ（x）＞0，即sinx＞x．

2综上，当0＜x＜2时，x＜sinx＜x．

3．如图11—1，扇形AOB中，半径OA＝1，∠AOB＝2，在OA的延长线上有一动点C，过C作CD与相切于点E，且与过点B所作的OB的垂线交于点D，当点C在什么位置时，直角梯形OCDB面积最小？

【解】设OC＝x（x＞0），过D作DF⊥OA于F，可知OE＝DF △OEC≌△DFC

22∴DC＝OC＝x，∴x＝1＋（x－BD）∴BD＝x－

x1

1221∴S＝2（BD＋OC）·OB＝2（2x－x1）

x2∴S′＝1－2x1＝0，∴x＝23

2所以当OC＝3时，直角梯形OCDB面积最小．

4．如图11—2，两个工厂A、B相距0.6 km，变电站C距A、B都是0.5 km．计划铺设动力线，先求C沿AB的垂线至D，再与A、B相连，D点选在何处时，动力线最短？

【解】设CD⊥AB，垂足为E，DE的长为x km．

由AB＝0.6，AC＝BC＝0.5得CE＝0.50.3＝0.4，CD＝0.4－x AD＝BD＝x0.3动力线总长l＝22222x0.3＋0.4－x

2x222212x2x0.3x0.3222l′＝（2x0.3＋0.4－x）′＝2·2x0.33．

令l′＝0，得x＝10≈0.17，由于该函数只有这一个极值点．因此它是最小值点． 【答】D点选在距AB0.17 km处时，动力线最短．

【解题指导】

应用导数解决实际问题，关键是要建立恰当的数学模型（函数关系）．如果函数在区间内只有一个点使f′（x）＝0的情形，此时函数在此点有极大（小）值，那么不与端点比较，也可以知道这就是最大（小）值．

【拓展练习】 备选题

1．已知x、y为正实数，且满足关系式x2－2x＋4y2＝0，求x·y的最大值．

1【解法一】4y＝2x－x，∵y>0，∴y＝2

222xx2

x02x2xx2xx0∴xy＝2，由得0

122xx(32x)2(2xxx)22222xx22xx∵f′（x）＝

312令f′（x）＝0，得x＝2或x＝0（舍）

3333333检验知x＝2是极大值点，由极值点是惟一的，知当x＝2时，函数f（x）的最大值为f（2）＝8，即x·y的最大值为8．

2222【解法二】由x－2x＋4y＝0，得（x－1）＋4y＝1（x>0，y>0）

1设x－1＝cosα，y＝2sinα（0<α<π）

111111333∴xy＝2sinα（1＋cosα），设f（α）＝ 2sinα（1＋cosα）

则f′（α）＝ 2［sinα（－sinα）＋cosα（1＋cosα）］＝2（2cos2α＋cosα－1）＝（cosα＋1）·（cosα－2），令f′（α）＝0，得：cosα＝－1或cosα＝2

3338333∵0<α<π，∴α＝3，此时x＝2，y＝4，∴［f（α）］max＝8，即当x＝2，y＝4时［x·y］max＝8． 2．如图，一条河宽1千米，相距4千米（直线距离）的两座城市A和B分别位于河的两岸（城市A、B与岸边的距离忽略不计），现需铺设一条电缆连通城市A与B，已知地下电缆的修建费为2万元／千米，水下电缆的修建费为4万元／千米．假设两岸是平行直线，问应如何铺设电缆可使总费用最省?（153.813,f()3331.732，精确到百米、百元）

【解】过B作对岸所在直线的垂线，垂足记为O，设在到O距离为x km的点C，分别铺设BC、CA间的水下、地下电缆可使费用最省．则BC＝x1千米，AC＝AO－OC＝（15－x）千米，总费用为y，则y＝2（15－x）＋41x（0≤x≤15）

4x求导y′＝1x21－2，令y′＝0，∴x＝

1所以当x＝3＝0.6千米时，费用最省． x23．过曲线4＋y2＝1（x≥0，y≥0）上一点引切线分别与x轴正半轴和y轴正半轴交于A、B两点，求当线段|AB|最小时的切点坐标．

【解】设|AB|＝l，切点为P（x0，y0），则所求切线方程为：x0x＋4y0y－4＝0（x0>0，y0>0），1614122x0y0x0y02切线在x轴、y轴上的截距分别为、，∴l＝，∵P（x0，y0）在曲线上，∵y＝1x24，∴

y|xx0x04y0x02∴y02＝1－4，16422x04x02∴l＝（0

16令Y＝l＝2x0244x0232x（0

2226当Y′＝0时，有x0＝得极小值，也是最小值．

3，在（0，2）内Y只有一个极值点，检验知，在这点Y取26∴当x0＝

3时，l2取得最小值9，∴l的最小值为3，此时，y0＝3，切点为326（3,33）．