高考數(shù)學(xué)函數(shù)最值問題解題策略
來源:網(wǎng)絡(luò)資源 2018-10-19 21:21:58
高中函數(shù)最值問題解題策略
高中函數(shù)最值問題,蘊含了許多數(shù)學(xué)思想方法,因而最能考察學(xué)生的邏輯思維能力。函數(shù)最值問題,一直是教學(xué)的重點,也是高考重要考點。然而,從近幾年高考得分率來看,學(xué)生對這一考點的只是依舊不能熟練掌握。本文從理論基礎(chǔ)、解題策略。典型例題三個方面對高中階段的函數(shù)最值問題的解題方法做了歸納。
1、導(dǎo)數(shù)法,適用于一元多項式函數(shù)
理論:函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的幾何意義,函數(shù)在某點出的導(dǎo)數(shù)就是該函數(shù)圖象的過該點的切線的斜率。顯然,過函數(shù)圖象最高點或最低點作該函數(shù)的切線,切線應(yīng)該水平,水平位置的直線斜率當(dāng)然為零,該點對應(yīng)的函數(shù)值就是函數(shù)的最值。函數(shù)的最值具有區(qū)間性,它與函數(shù)的極值和區(qū)端點出的函數(shù)值有關(guān)。
解題策略:欲求函數(shù)的最值,必先求出函數(shù)的極值。求函數(shù)極值方法是:求 得導(dǎo)函數(shù) ,求方程 =0的根;根據(jù) 判斷原函數(shù)的單調(diào)性,確定極值。求函數(shù)最值得方法是:設(shè)函數(shù) 在閉區(qū)間 上為連續(xù)的一元函數(shù),先按照上面的步驟求出極值,再求出端點處的函數(shù)值,最后比較這些值得大小,最大者為最大值,最小者為最小值。
2、均值不等式法,適用于滿足于滿足均值不等式條件的分式不等式求最值
理論:若 ,則 ,當(dāng)且僅當(dāng) 時,等號成立。均值不等式還有其它的表示方法,并且可以推廣到左邊為任意多個正數(shù)相加的情況。
解題策略:利用均值不等式求和的最小值或積的最大值時,一定要同時滿足三個條件,一正、二定、三相等,它們分別指,不等式各項都為正實數(shù),和或積為一固定實數(shù),并且這些實數(shù)可以彼此相等,這三個條件缺一不可。
3、圖象法
利用函數(shù)圖象來解題的思維在數(shù)學(xué)上屬于形象思維。它是零相關(guān)的數(shù)學(xué)概念,結(jié)合圖象,直接得到結(jié)果的數(shù)學(xué)思維過程。從中可以看出,圖象法解題的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確畫出圖形。
4、利用函數(shù)的有界性
在高中階段,有界函數(shù)有: , 等,用分離參數(shù)的方法即可求出變量的取值范圍,即最值。
5、判別式法
判別式法有一定的模式,即必須滿足二次函數(shù)的模型。這個方法的理論依據(jù)是將欲求最值的變量看成常量并且作為某二次函數(shù)的系數(shù),因為該二次函數(shù)有意義,即該函數(shù)對應(yīng)的方程有零點,故 ,進一步得到關(guān)于參數(shù)的二次不等式,解該不等式即可得到最值,這個方法必須要檢驗。
6、單調(diào)性法
函數(shù)在某閉區(qū)間單調(diào),則該函數(shù)在該區(qū)間必然有最值。這個方法需結(jié)合導(dǎo)函數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,這一方法對一些難題特別有效。
下面我們看看具體的實例:
例1 求 的最值
分析:對該函數(shù)求導(dǎo)是不現(xiàn)實的,因為有根號,結(jié)果會有分式。它也不是初等函數(shù)模型,所以沒有辦法畫圖。它也不是二次函數(shù)模型,沒有辦法用判別式法?紤]到該函數(shù)的定義域,結(jié)合指數(shù)型函數(shù)的性質(zhì),利用單調(diào)性求最值是最佳選擇。
解:由 知,該函數(shù)的定義域是 ,且在該區(qū)間該函數(shù)單調(diào)遞增,故該函數(shù)有最小值為
例2 求函數(shù) 的最小值
分析:顯然,該函數(shù)滿足均值不等式求最值的模型,即兩個式子的乘積為常數(shù)2,可是,這兩個式子相等時, ,這是不可能的。因此,本題不滿足均值不等式的第三個應(yīng)用條件。要是能聯(lián)想到斜率計算公式: ,我們就可以利用圖象法來解決這一問題。
解: ,該式就是動點 與定點Q(0,4)連線的斜率。由:
可得 ,由此可知P點的軌跡是一拋物線的一段,如圖,可得,過端點 (2,1)與Q(0,4)的連線的斜率為 ,這也就是 的最小值。
求函數(shù)最值的方法還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些,無論用哪種方法,總是不會脫離以上幾種模型。任何一個題目,解題方法都不可能唯一,同樣的道理,任何解題方法都不能是萬能的。在學(xué)習(xí)和應(yīng)用解題模型時,我們更應(yīng)該觸類旁通,舉一反三?傊,多練,多思,多總結(jié),對提高函數(shù)最值的解題技巧是不無裨益的。
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