張新秀
最值問題是歷年高考重點(diǎn)考查的常見題型.由于其綜合性強(qiáng),能力要求高,解決這類問題,要靈活選擇恰當(dāng)?shù)慕忸}方法.求最值的方法有很多種,教學(xué)中我感受到不必追求新穎別致、靈活奇巧,應(yīng)該集中精力練好幾種常用方法,努力打好基本功,到時(shí)自然能夠得心應(yīng)手.
一、反解法
當(dāng)已知自變量或者某個(gè)因式整體的范圍時(shí),反解法能夠快速準(zhǔn)確地求出函數(shù)值域.
例1求函數(shù)f(x)=x2-1x2+1的值域.
解由y=x2-1x2+1反解求得x2=1+y1-y,借助x2≥0可得-1≤y<1.實(shí)踐證明,許多師生喜歡用f(x)=x2-1x2+1=1-2x2+1來求值域,相比而言反解法路數(shù)少,不易出錯(cuò),效率明顯更高.
二、換元法
把某一部分看作一個(gè)整體或用一個(gè)新元來代替,能夠達(dá)到“看起來熟悉、用起來順手、寫起來簡潔”的目的.
例2求函數(shù)y=x+1-2x的值域.
解令t=1-2x,則t≥0且x=12(1-t2).原函數(shù)變?yōu)閥=12(1-t2)+t=-12(t-1)2+1.由于t∈[0,+∞),故y∈(-∞,1].
運(yùn)用換元法時(shí)應(yīng)特別注意所引進(jìn)的新元的取值范圍,這是一個(gè)易錯(cuò)點(diǎn).
三、函數(shù)單調(diào)性法
求函數(shù)值域,應(yīng)該讓學(xué)生養(yǎng)成先觀察函數(shù)在定義域上的單調(diào)性的習(xí)慣,這往往能夠快速找到解決問題的切入口.
例3求函數(shù)y=3x+6k-8-x的值域.
解因?yàn)楹瘮?shù)y=3x+6-8-x在定義域[-2,8]上為增函數(shù),當(dāng)x=-2時(shí),y取得最小值-10.當(dāng)x=8時(shí),y取得最大值30.
故而原函數(shù)的值域?yàn)閇-10,30].
若函數(shù)在整個(gè)區(qū)間上不是單調(diào)的,則先研究函數(shù)單調(diào)性,把該區(qū)間分成各個(gè)小區(qū)間,使得函數(shù)在每一個(gè)區(qū)間上是單調(diào)的.
四、基本不等式法
基本不等式在求范圍或值域問題中往往顯得非?;钴S,當(dāng)其形狀結(jié)構(gòu)不太明顯時(shí),常常借用換元法、配湊法等手段以達(dá)到湊形的目的.
例4求y=x2+7x+10x+1(x≠-1)的值域.
解∵y=x2+7x+10x+1=(x+1)2+5(x+1)+4x+1
=(x+1)+4x+1+5.
以下分當(dāng)x+1>0和x+1<0兩種情況討論.
運(yùn)用基本不等式求最值,應(yīng)注意“一正二定三相等”三個(gè)條件缺一不可.當(dāng)不能確定主變量為正數(shù)時(shí)應(yīng)該分情況討論.
五、判別式法
對(duì)于二次分式函數(shù)的值域問題,可以用方程的思想先將函數(shù)化為f(x,y)=0的形式,再利用一元二次方程有根的條件求解.
例5求函數(shù)y=x+1x2+2x+2的值域.
解將原函數(shù)式化為yx2+(2y-1)x+2y-1=0,
當(dāng)y≠0時(shí),由判別式Δ=(2y-1)2-4y(2y-1)≥0,解得-12≤y≤12且y≠0,顯然y=0時(shí)得x=-1滿足,綜上可得原函數(shù)的值域?yàn)?12,12.
判別式法求值域往往局限于二次函數(shù),而且一定要關(guān)注二次項(xiàng)系數(shù)為0的情形.
求函數(shù)最值的方法還有很多,比如,導(dǎo)數(shù)法在求最值方面比其他方法的適用范圍都要廣泛.尤其是超越函數(shù)或者混合函數(shù)中導(dǎo)數(shù)的優(yōu)越性無可替代.這里不再贅述.
數(shù)學(xué)(包括幾何)有分量的問題最后往往都和函數(shù)的最值有關(guān),教學(xué)中我們要重視求最值的方法的訓(xùn)練和提煉,但無須刻意追求靈巧新奇,以常見的基本方法為主,相信熟能生巧,基本功扎實(shí)了,自然能夠得心應(yīng)手.