☉江蘇省南京民辦實驗學(xué)校 韓小軍
函數(shù)求最值的方法有許多,例如:均值不等式法、消元法、換元法、導(dǎo)數(shù)法、構(gòu)造法等,許多題可以使用上述中幾種不同的方法解.我們在平常的學(xué)習(xí)中要善于思考,挖掘一道題的多種解法,這樣能夠增加我們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣,提高我們的解題能力.下面以一道函數(shù)求最值為例,淺談一下它的多種解法,與各位分享.
采用消元法,將二元變量求最值問題轉(zhuǎn)化為一元變量求最值問題,然后再利用導(dǎo)數(shù)求最值的方法求出最小值.
利用三角變換,將二元變量求最值問題轉(zhuǎn)化為一元變量求最值問題,再利用導(dǎo)數(shù)求最值的方法求出最小值.
先引進參數(shù),再利用消元法,將二元變量求最值問題轉(zhuǎn)化為一元變量在區(qū)間上有實根問題,然后利用判別式求出最小值.
因為2x+y=2,所以t2-2tx+x2=x2+(2-2x)2,整理得4x2+2(t-4)x+4-t2=0.
因為x>0,y>0,2x+y=2,所以0<x<1,所以關(guān)于x的方程在(0,1)兩個實數(shù)解.
根據(jù)x>0,y>0,以及x、y、■ x2+y2之間滿足勾股定理,因此可以構(gòu)造直角三角形,取該三角形一個銳角為變量,將二元變量求最值問題轉(zhuǎn)化為一元變量求最值問題,再利用三角函數(shù)的有界性求出最小值.
解:構(gòu)造Rt△ABC,如圖1所 示 ,∠C=90°,AC=x,AB=
圖1
將數(shù)轉(zhuǎn)化為形,畫出圖形,再利用點到直線的距離垂線段最短求出最小值.
解:如圖2所示,設(shè)A(1,0),B(0,2),則2x+y=2且x>0,y>0表示以AB為端點的線段(端點除外),設(shè)點P(x,y)為線段AB上任意一點(端點除外),作PQ⊥y軸,垂足為點Q.設(shè)點O關(guān)于直線AB的對稱點為C,易求y軸,垂足為Q0,交直線AB于點P0,則x+ ■ x2+y2=|PQ|+
圖2
當(dāng)且僅當(dāng)點P在P0處時,取得最小值.
柯西不等式的二維形式為:(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2,等號成立的條件據(jù)這個公式,可得
這樣湊成x、y的系數(shù)為2∶1,從而可以利用已知條件2x+y=2進行解題.
從上述數(shù)學(xué)題的解法中我們可以發(fā)現(xiàn),數(shù)學(xué)不是枯燥無味的學(xué)科,相反充滿著很多的樂趣.我們平常應(yīng)該養(yǎng)成一個良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,注意從不同的角度思考問題,這樣我們會發(fā)現(xiàn)有許多不同的解題方法,從而感受到數(shù)學(xué)的巨大魅力,體會到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣,同時提高我們的解題能力.J