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高中数学函数最值问题探析

2020-03-15山东

高中数理化 2020年6期
关键词:题设元法最值

◇ 山东 赵 南

函数最值问题是高考考查的重点内容,通常函数最值问题不会单独存在,而是与其他题型内容相融合,因而使得解题方法呈现多样性.学生在求解最值问题时也会遇到诸多问题,为此,教师应帮助学生把握函数最值问题特点,使其学会选择合适的求解思路来提升解题效率.

1 代数法

在高中函数最值问题求解过程中,代数法是常用的方法之一.代数法根据题意条件,可以有配方法、不等式解题法等.对于配方法,主要是根据y=ax2+bx+c 的二次函数结构来灵活选择.例如求函数y=x2-4x+1,在x∈[1,4]上的最大值.面对该题,首先要观察原函数的结构,可以将之进行变换,得到y=(x-2)2-3;接着,结合题设条件,在x=2时,y 值为-3,当x=4时,y 值为1.由此即可得到正确的答案.不等式法的运用,在一些题型上具有更为灵活的特点,也简化了解题流程.

2 向量法

在高中数学中,向量法的运用是求解最值问题的有效方法,我们在观察、分析题设时,要从函数结构来剖析其特点,利用向量法来简化计算,快速获得求解结果.例如某题中m,n 为两个向量,且满足条件(m·,当(y-1)2+(x+y-3)2+(2x+y-6)2取最小值时,求x,y 的值各是多少?对于该题,我们可以先观察.本题题设条件很简单,但在解题方法上却显得有些难度.如何运用向量法来求解,需要假设m=(y-1,x+y-3,2x+y-6),n=(1,-2,1),根据题设得到当=2x+y-6 时,我们可以得到由此,得到所求式的最小值.从解题思路来分析,该题需要注意,用向量法解题时,需要根据所求式的结构特征引入向量,再利用向量不等式求解.同时,由于向量与函数知识关联性强,对学生而言,需要把握两者的关系,为解题创造条件.

3 换元法

换元法也称作辅助元法,该法比较适合有复杂因式分解的题型,通过换元将复杂的问题简单化,也为解题降低了难度.例如在某题中:有方程(x2-2x)2-3(x2-2x)-4=0,求x 的最大值与最小值.该题从题型来看,属于一元四次方程,如果我们采用常规解题思路,则运算量很大,也很费时,且易出现错误.由此,我们就可以考虑换元法,通过降次来起到简化解法的目的.我们可以假设y=x2-2x,将原式转换为y2-3y-4=0,计算后得到y=4或y=-1.然后,根据前面所设,将y 值代入x2-2x 中,当x2-2x=4时,x 的值为;当x2-2x=-1时,x 的值为1.由此,该方程的解有3个,即.相比较而言,最大值为,最小值为.可见,运用换元法,需要保证原题方程中的一端为可分解的因式,另一端为0,如果不能转换成如上条件,则换元法在使用中可能会出现错误.另外,针对该类题型,在解题中出现多值问题,需要对相关的值进行辨析.

4 判别式法

求解函数最值问题,有时候需要依赖我们的直觉判断.不同题型,求解方法可能有多种,而在分析题意时,往往需要我们从感觉上来选择解题思路.例如,y=求其最值.我们对该题进行观察,分子与分母具有较大相似性.根据分母x2+3x+4=(x+得到函数的定义域为全体实数;接着,我们再对(y-1)x2+(3y+3)x+4y-4=0进行求解,得到y=1时,x=0,当y≠1时,此关于x 的一元二次方程有解,Δ≥0,解得由此我们可以得到最大值为7,最小值为对该题进行剖析,我们通过观察题设条件,再结合求最值要求,通常需要对题目中的最大值、最小值进行全部计算,不能仅看一个值.另外,根据分母的性质,需要大于零,作为解题条件来确立解题思路.

总之,最值问题的求解方法很多,我们在平时的训练中,要注重观察题设,拓展解题思维,结合题意来科学、灵活地选择解法.同时,还要关注题设条件的变化,对定义域、值域、相关约束参数准确把握,从而提高解题正确性.

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