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齐次化法在求解最值问题中的应用

2019-08-03甘肃省白银市第一中学胡贵平

中学数学杂志 2019年13期
关键词:变形利用

☉甘肃省白银市第一中学 胡贵平

若不等式两边各项的次数相等,则我们称之为齐次不等式.许多条件不等式问题通过化成齐次不等式来解决,都能起到很好的解题效果.

例1(2017年山东卷12题)已知直线=1(a>0,b>0)过点(1,2),则2a+b的最小值为______.

即a=2,b=4时取得等号.

所以2a+b的最小值为8.故填答案:8.

这是一道条件求最值问题,解决本题的方法有很多,已知“和式”为常数1,所求也是“和式”,且两个“和式”都是齐次式,最常见的方法是“1的代换”法.“1的代换”法的优势在于避免了多次使用基本不等式时“=”不易取得的错误.

例2已知x,y均为正实数,满足x+2y=1,则的最小值为______.

“1的代换”的实质是构造齐次式,分母是二次式,分子中x2、y2是二次式,而x是一次式,通过“1的代换”构造分子是二次式,再应用基本不等式求最值.

例3(2018年全国高中数学联赛甘肃预赛4题)若正实数x,y满足y>2x,则的最小值是______.

解:x,y是正实数,y>2x,所以

该问题为齐次式,巧妙地转化为利用基本不等式求解的结构,利用基本不等式求最值时,要特别注意“拆、拼、凑”等技巧以及“一定、二正、三相等”的约束条件.

例4 已知实数x,y满足x2+y2-xy=2,则x2+y2+xy的取值范围是______.

所以x2+y2+xy∈].故填答案,6].

以不等式或函数为背景(本题用到对勾函数)的最值问题,充分地利用了题中的条件以及结构,构造出合适的齐次式,最终达到消元的目的,进而解决问题.

例5已知正实数x,y满足xy≤1,则的最小值为______.

把条件进行合适的变形,转化为齐次不等式,为了凑基本不等式的积为定值,换元后进行了一次放缩,齐次换元形式应依照条……

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