第一篇:一类二元函数最值的求法
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一类二元函数最值的求法
作者:高海燕
来源:《数理化学习·高三版》2013年第05期
点评:解法1和解法2中都用了配方法,但由于配方的目的不同.
第二篇:偏导数求二元函数最值
偏导数求二元函数最值
用偏导数可以求多元函数的极值及最值,不过要比一元函数复杂很多。
这个在高等数学教材里都有,极值求法与一元函数类似。不过极值点的判断要比一元函数复杂很多。
求闭区域上的最值要更麻烦一些。为什么呢?你可以回忆一下闭区间上一元函数的最值,我们做法是先求极值,再与端点的函数值比大小。但多元函数就麻烦了,因为一元函数的区间端点只有两个值,可以全求出来比就行了。但多元函数闭区域的边界是无穷多个值,不可能全求出来了,因此边界上我们还需要再求最大最小值,这个叫做条件最值。
如果能代入的话,就是代入求(将条件最值转化为无条件最值)。如果有些函数很复杂不能代入,有另一个方法,叫做拉格朗日乘数法,就是解决条件最值的问题的。
第三篇:不等式证明、最值求法
不等式的证明(论一个不等式的应用)
贵刊2004(11)发表李建新老师《巧用向量求值》一文(以下简称原文),经笔者研究发现,原文中的所有最值问题都可以用下面的一个不等式加以解决,而且相比之下比李老师的向量法在处理上更简单一些,故写此文和大家交流.
x2y222
2定理 若实数a,b,x,y满足221,则ab≥(xy).
abx2y2b2x2a2y2222222
证明:ab(ab)(22)xy2 2
abab
222
≥xy2xy(xy),xy
由证明过程易知等号成立的条件是22.
ab
注 这个不等式的条件是一个椭圆方程,故称此不等式为椭圆不等式.
1 求满足整式方程的未知数的代数式的最值
例1 已知x,y满足xy2x4y0,求x2y的最值(1988年广东高考题,原文例1).
(x1)24(y2)2
解:xy2x4y01,依定理有
520
520[(x1)2(y2)]2,即(x2y5),解得0x2y10,当且仅当2
5x1
y222
(x2y)min0,且xy2x4y0,即xy0时,当x2,y4
时,(x2y)max10.
例2 已知a,bR,且ab10,求(a2)(b3)的最小值(第10届“希望杯”全国数学邀请赛高二培训题).
(a2)2(b3)2
1,由定理得: 解:令(a2)(b3)=t,则
tt
2t≥(ab5)2(ab16)236,即t≥18,当且仅当a2b3且ab10
时,即a1,b0时,tmin18,从而(a2)(b3)的最小值为18.
2 求满足三元一次方程及三元二次方程的未知数的最值
例3 已知实数x1,x2,x3满足方程x1
111212x2x31及x12x2x33,求x3的232
3最小值(1993年上海市高三数学竞赛试题,原文例3)
(x2)2
x1212111
1解:x1x2x31x1x21x3,x12x2x331
222323233x3(3x3)323
由定理得
111112112121
(3x32)(3x32)(x1x2)23x32(x1x2)23x32(1x3)2x33
323233233311
从而x3的最小值为
21. 11
3 求满足整式方程的未知数的分式的最值
例4 如果实数x,y满足等式(x2)y3,求题).
y的最大值(1990年全国高考试x
y
k,则ykx,由已知等式(x2)2y23可得 x
(2kkx)2(kx)2222,∴由定理得:≥,即≤3,∴≤k≤3,133kk4k2
33k
y
从而的最大值为3。
x
y22
例5 若实数x,y适合方程xy2x4y10,那么代数式的取值范围
x2
解:令
是(第9届“希望杯”全国数学邀请赛高二第1试).
y
t,则txy2t0,由已知方程得(x1)2(y2)24,变形得:x2
(txt)2(y2)2
1,∴由定理得:4t24≥(txy2t)2(23t)2,解之得: 2
44t
12y120≤t≤,∴代数式的取值范围是[0,].
5x25
y122
例6 已知实数x,y满足方程(x2)y1,求的最小值(第10届"希望杯"
x2
解:令
邀请赛数学竞赛高二试题,原文例4)
(kx2k)2(kx2k1)2y122
1,解:设k,则ykx2k1,(x2)y1
k21x2
由定理得k1[(kx2k)(kx2k1)](14k),解得0k4 求满足不等式的未知数的最值
例7 若2xy1,uy2yx6x,则u的最小值等于()A.
y18,即的最小值为0. 15x2
77141
4B.C.D. 5555
(2003年"希望杯"全国数学邀请赛高二试题)
4(x3)2(y1)2
1,依定理及条件有 解:uy2yx6x
4(u10)u10
36142(x3)
当且仅当10,y1且2xy1
554
31114
时,即x,y时,umin,故选(B).
555
11n
例8 设abc,且≥恒成立,则n的最大值是(第11
abbcac
5(u10)(2xy5)236,即u
届“希望杯”全国数学邀请赛高二第1试,原文例11).
解:令
11112
=t,则=1,从而t(ac)≥(11)4,
t(ab)t(bc)abbc
由已知得ac0,故t≥5 求无理函数的值域
4114,即≥,∴n的最大值是4.
abbcacac
1994年上海市高三数学竞赛题,原
例9
求函数y文例5).
解:由1994x0且x19930得1993x1994,两边平方易得y1,又
1
1994xx1993,由定理得:22,
1y
故函数y6 求满足分式方程的未知数的代数式的最值
例10 设x,y,a,bR,且
ab
1,则xy的最小值为(第11届"希望xy
杯"全国数学邀请赛高二培训题).
解:
依定理有xy,ab
1,即x,xy
x
时,(xy)min2.
例11 已知x,y(0,),且数学竞赛试题,原文例6).
解:由已知条件和定理有:xy117. 定理的推广 若
1998
1,求xy的最小值(1998年湖南省高中xy
a
i1
n
bi
i
1,则ai≥(i1
n
b)
ii1
2i
n,其中ai与bi同号(i=1,2,. ,n)
证明:由Cauchy不等式及已知条件有:7 求使多项式函数取最值的未知数的值
a=a.a
i
i1
i1
nnn
bi
i
≥(i1
b).
2ii12
n
例12 求实数x,y的值,使得(y1)(xy3)(2xy6)达到最小值(2001年全国高中数学联赛试题,原文例7).
1()y2(22x6y)6(2)xy
解:令(y1)(xy3)(2xy6)t,则t4tt
1,由定理的推广得:6t[(1y)(2x2y6)(62xy)]1,即t,当且仅当6
1yxy362xy55
(y1)2(xy3)2(2xy6)2达,即x,y时,
12126
到最小值.
68 求满足分式方程的未知数的分式的最值
x2y2z2xyz
例13 已知x,y,zR,,求的最2
1x21y21z21x21y21z2
大值(1990年首届"希望杯"全国数学邀请赛培训题,原文例8).
x2y2z2111
2解:由易知1,而 1x21y21z21x21y21z2
x2(y)2z2
()()222222xyz1y21,依定理的推广可有222
1x1y1z
1x21y21z2222xyz2xyz2,即()(2,从222222222
1x1y1z1x1y1z1x1y1z
而
xyz
.
1x21y21
z2
9 求无理式的最值
例14 如果abc1,(第8届"希望杯"全国数学邀请赛高二试题,原文例9).
解:由条件知(3a1)(3b1)(3c1)6,则
3a13b13c1
1,由定理
666
的推广得:18,且仅当abc
时达到最大值). 3
M
是多少?N
10 求三角函数的最值
例15的最大值为M,最小值为N,则
(1999年"希望杯"数学邀请赛,山西、江西、天津赛区高二试题,原文例12).
解:由1tanx
N
tanx13tanx
1,由定理得422
2,即M=2,故
M. N11 求对数函数的最值
例16 已知ab1000,a1,b
1,则的最大值是多少?(第13届"希望杯"全国邀请赛高二培训题,原文例13).
解:由已知易得:(1lga)(1lgb)5,即
1lga1lgb
1,由定理有
10
2
由上我们可以看出,用本文中的定理和定理的推广要比文[1]中用向量解决这些问题
简单的多.当然,这样的例子很多的,这里不再赘述,请读者自行研究,以下是几个练习.
练习
1.设x,y,zR,且xyz1,求队第一轮选拔赛题).(答案:36)
2.已知x,y,zR,xyz1,求数学问题1504).(答案:64)
3.函数y
149
的最小值(1990年日本IMO代表xyz
118
《数学通报》2004(7),22的最小值(2
xyz
3xx2的最小值为12届“希望杯”全国数学邀请赛高
参 考 文 献
一培训题).(答案:-2)
1.李建新.巧用向量求值.数学教学,2004,11.
第四篇:人教版高一数学《函数最值求法及运用》教案
人教版高一数学《函数最值求法及运用》
教案
函数最值求法及运用
一经验系统梳理:)问题思考的角度:1几何角度;2代数角度
2)问题解决的优化策略:
Ⅰ、优化策略代数角度:
消元
2换元
3代换
4放缩
①经验放缩,②公式放缩③条放缩]
Ⅱ、几何角度:
经验特征策略分析问题的几何背景线性规划、斜率、距离等
3)核心思想方法:
划归转化思想;等价转化思想
若
,则
二、体验训练:
线性规划问题
已知双曲线方程为求的最小值
2斜率问题
已知函数的定义域为,且
为的导函数,函数的图像如图所示若两正数满足,则的取值范围是
.
3距离问题
3、由直线上的一点向圆引切线,则切线长的最小值为
.
练习1已知点是直线上动点,、是圆 的两条切线,、是切点,若四边形的最小面积是,则
.
练习2已知实数满足不等式组,则的最小值为
;
4消元法
已知函数,若且则的取值范围为
练习:设函数,若且则的取值范围为
换元法
求下列函数的最大值或最小值:
(1)
;
(2)
;
(3)若函数的最大值是正整数,则=_______
解:(1)
,由得,∴当时,函数取最小值,当时函数取最大值.
(2)令,则,∴,当,即时取等号,∴函数取最大值,无最小值.
2已知,且夹角为如图点在以为圆心的圆弧上动若则求的最大值
6代换法
设为正实数,满足,则的最小值是
【解析】本小题考查二元基本不等式的运用.由得,代入得,当且仅当=3
时取“=”.
设正实数满足则的最大值为
▲1
.
7公式放缩法
函数,的最小值为:_________
错解:∵
∴,又为定值故利用基本不等式得
即的最小值为4
点评:利用基本不等式必须满足三个条:即“一正、二定、三等”,而本题只满足前两个条,不满足第三个条,即不成立。
设为实数,若则的最大值是。
8放缩法、换元法
已知二次函数的值域是那么的最小值是
.
9综合探讨:
满足条的三角形的面积的最大值
【解析】本小题考查三角形面积公式、余弦定理以及函数思想.设B=,则A=
,根据面积公式得=,根据余弦定理得
,代入上式得
=
由三角形三边关系有解得,故当时取得最大值
解析2:若,则的最大值。
【解析】本小题考查三角形面积公式及函数思想。
因为AB=2(定长),可以以AB所在的直线为轴,其中垂线为轴建立直角坐标系,则,设,由可得,化简得,即在以(3,0)为圆心,为半径的圆上运动。又。
答案
7、设,则函数
时,;
(3)=
设
则
由于,所以
在内单调递减,于是当时时
的最大值米
答:当或时所铺设的管道最短,为米
第五篇:函数的值域与最值的求法一教案
函数的值域与最值的求法一(2课时)
2011年2月14号 星期一
重难点:函数值域与最值的求法
口诀:分式分,单调单,抛物找轴最关键;绝对脱,根式换,化为二次方程判;
x213x1、观察法: 例题: ①y=2;②y=x
x23
12、配方法:y=a(f(x))2+bf(x)+c(a≠0)例题:①求y=-x2+2x+5,x ∈[2,3]的值域;②y=4-32xx2;③y= 3x2-x+2;④y=x26x5
3、代数换元法:y=ax+b±cxd
例题:①y=2x+12x;②y=x+41x;③y=x+2x1;④y=2x-5+154x;⑤y=2x-4x13 ⑥y=2x-1x⑦y=x-12x
4、中间变量法(定义域为R)
x21例题:y=2
x
25、三角函数的有界性法(几何意义法:斜率公式)
3x21x例题:①y=②y=
54x2x5, ]或设x=cos22θ, θ∈[0,Л] 题中出现1x2可设x=tanθ, θ∈(-,)或设x=cosθ,22θ∈(0,Л)axba7、分离常量法:y=(结果规律:y≠)
cxdc6、三角函数换元法:题中出现1x2可设x=sinθ, θ∈[-axb3x21x10x10x8、反函数法:y=例题:①y=②y= ③y=x
cxd54x2x51010xa1x2b1xc19、判别式法:y=(定义域为R)即分子或分母中含有二次三项式a2x2b2xc2的分式函数 3xx2x32x2x2x22x2例题:①y=2;②y=2;③y=2④y=2⑤x4xx1xx1xx12xx2x2x2xy=2⑥y=2 ⑦y=2 xx1x4x3xx1kx2
310、均值不等式法y=f(x)+(f(x)>0,k>0)y=
2f(x)x
211、单调性法(对勾函数y=ax+
12、数形结合法(分段函数)
b(a,b>0))x例题:设函数g(x)x22(xR),(x)x4,xg(x),f(x){gg(x)x,xg(x).则f(x)的值域是()
999(A),0(1,)(B)[0,)(C)[,)(D),0(2,)
444
13、导数法
课堂练习题:
1、求下列函数的值域:
x2x(1)y=2 解法一:配方法;解法二:判别式法
xx1(2)y=x-12x 解法一:换元法;解法二:单调性法(3)y=-xx2x22换元法
10x10x(4)y=x x1010 反函数法
(5)f(x)=(x-1)3x2在[-1,1]上的最值。
2五、课下练习作业:练习册P121