多视角审视全方位探究
2014-10-21黄丽生朱信富
黄丽生+朱信富
题目对于c>0,当非零实数a,b满足4a2-2ab+4b2-c=0,且使|2a+b|最大时,3a-4b+5c的最小值为.
本题虽是一道填空题,却别有洞天,考查了函数与方程、不等式的综合应用等知识.试题设计新颖,区分度高,学生普遍感到难以下手.因为从条件来看,它包含两部分,一个多元方程及一个绝对值问题,考生很难发现到底考的是哪一块知识.本题实质上是根据|2a+b|最大时所满足的条件,把一个三元函数一元化,这是处理多元函数的常规方法,关键是怎么找到满足的条件.可见,试题“暗藏”着一定的潜在价值,需要我们去探索发现,做一番研究.
视角一不等式法
思路1(运用向量)
由4a2-2ab+4b2-c=0,可得34a2+3b2-2a+b2=2c①,令m=(2a,3b),n=(1,33),由m·n2≤m2·n2,得2a+b2≤4a2+3b21+13②,即2c≥542a+b2,所以2a+bmax=85c,当且仅当m,n共线,即2a=3b时,等号成立,将2a=3b带入条件:4a2-2ab+4b2-c=0,得c=10b2,于是3a-4b+5c可转化为b的函数,即3a-4b+5c=121b-22-2≥-2,所以当b=12时,3a-4b+5c的最小值为-2,此时a=34,c=52.
点评对条件方程的变形有很多种,比如,将条件转化成34a2+3b2-2a+b2=2c,下一步该怎么走,应该有一个目标才行,要寻找|2a+b|最大值,需要建立4a2+3b2与2a+b2的不等关系,此时可以考虑使用向量中的不等式来建立,等号成立的条件,恰好是m,n共线,即2a=3b时,下面的问题就简单了.可见,抓住问题的关键,才能产生一个优美、漂亮的解法.
思路2(运用柯西不等式)
由4a2-2ab+4b2-c=0,可得c=2a-b22+5332b2,由柯西不等式,得
2a-b22+533b221+35≥
2a-b2+32b2=2a+b2,所以2a+bmax=85c,当且仅当2a-b23b2=53时,等号成立,此时2a=3b,下同解法1.
点评柯西不等式是人教A版选修45中的内容,运用二维柯西不等式,通常可以迅速证明不等式或建立一些不等关系.比如本题配方后,下一步怎么办?c=2a-b22+5332b2,这种平方和的形式,结构上是否可以使用柯西不等式,实现“等”与“不等”的转化?以……
