一道最值问题的多种解法

一道最值问题的多种解法
一道最值问题的多种解法

一道最值问题的多种解法

浙江省宁波市李惠利中学 沈国标

求变量的最值,是生产生活中最常见的数学问题.解决最值问题的方法很多,若能精选例题,通过一题多解的形式给出解决问题的方法,既能启迪学生发散性思维,又是让学生掌握数学思想方法的最佳途径.在竞赛辅导过程中,笔者研究了文[1]中的一道练习题,发现此题用作介绍有关解决最值问题的方法甚佳.

例 若x ,y 为实数,且x 2+xy+y 2=19,求x 2+y 2

的最值. 一. 代换法

1.二元对称代换

解:因为约束条件是关于x ,y 的对称式,所以可设x =a+b ,y =a-b

代入x 2+xy+y 2=3a 2+b 2=19,∴0≤b 2

≤19

这时x 2

+y 2

=2(a 2

+b 2

)=2???

??+-22b 3b 19=338+3

4

b 2

∵0≤b 2

≤19 ∴3

38

≤x 2

+y 2

≤38

∴当b 2=19,a 2

=0,即x =

19,y =-19或x =-19,y =19时,x 2

+y 2

的最大值

是38.当b 2

=0,a 2

=3

19

,即x =y =

319,或x =y =-

3

19

时,x 2+y 2

的最小值是

3

38.

2.三角代换之一 解:∵x 2

+xy+y 2

=(x+

2y )2

+4

3

y 2

=19 ∴可设 ??????

????

???

?θ=θ-θ=?π∈θθ=θ=+)sin 332(19y )sin 33

(cos 19x )2,0[(sin 19y 2

3cos 192y x ∴x 2

+y 2

=19[)sin 33(cos θ-

θ2

+θ2sin 3

4

] =19(θ-θ+θ2sin 3

3sin 35cos

22

)

=19(

θ-θ-?+θ+2sin 3

322cos 13522cos 1)

338[2-)3

2cos(π-θ] ∴当3

532π

π=

θ或,即x =-19,y =19或x =19,y =-19时,x 2

+y 2

的最大值是38.当6

76π

π=θ或,即x =y =

319,或x =y =-

319

时,x 2

+y 2

的最小值是3

38

3.三角代换之二

解:令x 2

+y 2

=r 2

(r>0),设x =r θcos , y =r θsin ,)2,0[π∈θ

∴19sin r sin cos r cos r 22222

=θ+θθ+θ

∴θ+=

2sin 2

1

119

r

2

∴3

38≤r

2

=x 2+y 2

≤38

∴当4

743π

π=

θ或,即x =-19,y =19或x =19,y =-19时,x 2

+y 2

的最大值是38.当4

54π

π=

θ或,即x =y =

319,或x =y =-

3

19

时,x 2+y 2

的最小值是

3

38. 二. 构造法 解:设xy =t

∵x 2+xy+y 2=(x+y)2

-xy =19

∴x+y =t 19+±

且t ≥-19

构造以x ,y 为根的二次方程a 2

- (t 19+±)a+t =0

(*)

显然方程有解,∴△=19+ t-4t ≥0,∴t ≤

3

19 ∴-19≤t ≤3

19

又∵x 2

+ y 2

=19-xy =19-t ∴

3

38

≤x 2

+y 2

≤38

当t =-19或

3

19时,分别解方程(*)可得:当x =19,y =-19或x =-19,y =19时,x 2+y 2

有最大值38.当x =y =±

3

19时,x 2

+y 2

有最小值

3

38. 三. 用基本不等式

解:∵x 2+ y 2≥2xy ,x 2+ y 2

≥-2xy (x ,y ∈R ,当且仅当x =y 时或x =-y 时,取等号)

∴x 2+xy+y 2≥3xy ,x 2+xy+y 2

≥-xy

∴-19≤xy ≤

3

19 又∵x 2

+ y 2

=19-xy ∴

3

38

≤x 2

+y 2

≤38 ∴当x =

19,

y =-19或x =-19,y =19时,x 2

+y 2

有最大值38.当x =y =±3

19

时,x 2

+y 2

有最小值3

38

参考文献

1 刘凯年主编.高中数学奥林匹克同步教材(第二册).重庆:西南师范大学出版社,2000

求最值问题的几种方法

浅谈求最值问题的几种方法 摘要:最值问题综合性强, 涉及到中学数学的许多分支, 因而这类问题题型广, 知识面宽,而且在解法上灵活多样, 能较好体现数学思想方法的应用. 在历年的高考试题中, 既有基础题, 也有一些小综合的中档题, 更有一些以难题的形式出现. 解决这类问题要掌握多方面的知识, 综合运用各种数学技巧, 灵活选择合理的解题方法, 本文就几类最值问题作一探求. 关键词:数学;函数;最值;最大值;最小值 1. 常见函数的最值问题. 1.1 一次函数的最大值与最小值. 一次函数b kx y +=在其定义域(全体实数)内是没有最大值和最小值的, 但是, 如果对自变量 x 的取值范围有所限制时, 一次函数就可能有最大值和最小值了. 例1. 设0>a 且 a ≠1,)1(1 x a ax y -+=,(0≤x ≤1),求y 的最大值与最小值. 解: )1(1x a ax y -+=可化为:.1 )1(a x a a y +-=下面对一次项系数分两种情况讨论: (1)当a >1时,a -a 1>0,于是函数a x a a y 1 )1(+-=的函数值是随着x 的增加而增加的,所 以 当x =0时,y 取最小值 a 1; 当x =1时,y 取最大值a . (2)当0<a <1时,01<-a a ,于是函数a x a a y 1 )1(+-=的函数值是随着x 的增加而减少的,所以 当x =0时,y 取最大值 a 1; 当x =1时,y 取最小值. 例2. 已知z y x ,,是非负实数,且满足条件 .503,30=-+=++z y x z y x 求z y x u 245++=的最大值和最小值. 分析: 题设条件给出两个方程,三个未知数z y x ,,,当然, z y x ,,的具体数值是不能求出的.但是,我们固定其中一个,不防固定x ,那么z y ,都可以用x 来表示,于是u 便是x 的函数了(需注意x 的取值范围),从而我们根据已知条件,可求出u 的最大值与最小值.

2016年高中数学多元函数求最值问题专题

多元函数求最值问题 一.【问题背景】 多元函数是高等数学中的重要概念之一,但随着新课程的改革,高中数学与大学数学知识的衔接,多元函数的值域与最值及其衍生问题在高考试题中频频出现,因其技巧性强、难度大、方法多、灵活多变而具有挑战性,成为最值求解中的难点和热点。同时,多元函数最值问题中蕴含着丰富的数学思想和方法,而且有利于培养学生联想、化归的解题能力。因此,怎样求多元函数的最值,是师生们非常关注和必须解决的问题,也是高考考生们必须具备的解题技能。 二.【常见的方法】 导数法、消元法、均值不等式法(“1”代换)、换元法(整体换元 三角换元)、数形结合法、柯西不等式法、向量法等 主要思想方法:数形结合、化归思想等 三.【范例】 例1:已知实数,x y 满足0x y >>,且2x y +≤,则21 3x y x y ++-的最小值为 。 方法一 因为422x y +≥,所以 ( )2121 4( )()[(3)()]3323333x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y ++++-+-+--+=+ + +-+≥≥ 当且仅当1,3x y ==-取等号,故 213x y x y ++- 的最小值34 + 【评注】这是一个二元函数的最值问题,通常有两个途径,一是通过消元,转化为一元函数, 再用单调性或基本不等式求解,二是直接用基本不等式,因已知条件中既有和的形式,又有积的形式,不能一步到位求出最值,考虑用基本不等式放缩后,再通过不等式的途径进行。 方法二 利用不等式()2 22a b a b p q p q +++≥ ,引证: 记向量x y == ,因为() 222x y x y ?? ≤ 所以 ()2 2 2 a b a b p q p q +++≥ ,则 ) () 2 12132x y x y x y ++-+ ≥ 【评注】在求有些多元函数的最值时,恰当构造向量模型,利用向量数量积的性质,常可使 复杂问题变得简单明了,使繁琐的解题显得巧妙自然。 方法三 因为 0,2x y x y >>+≤,所以 01y << 又因为 ()() 2121332222211y x y x y y y y y -++=+-+-+-≥

中考数学中的最值问题解法

中考数学中的最值问题解法

角函数定义,特殊角的三角函数值。 【分析】如图,在BA上截取BE=BN,连接EM。 ∵∠ABC的平分线交AC于点D,∴∠EBM=∠NBM。 在△AME与△AMN中,∵BE=BN ,∠EBM=∠NBM,BM=BM, ∴△BME≌△BMN(SAS)。∴ME=MN。∴CM+MN=CM+ME≥CE。 又∵CM+MN有最小值,∴当CE是点C到直线AB的距离时,CE取最小值。 ∵BC=42,∠ABC=45°,∴CE的最小值为 0=4。 例3.(2011四川凉山5分)如图,圆柱底面半径为2cm,高为9cm ,点A、B分别是圆柱两底面圆周上的点,且A、B在同一母线上,用一棉线从A顺着圆柱侧面绕3圈到B,求棉线最短为▲ cm。

【答案】15π。 【考点】圆柱的展开,勾股定理,平行 四边形的性质。 【分析】如图,圆柱展开后可见,棉线 最短是三条斜线,第一条斜线与底面圆周长、13 高组成直角三角形。由周长公式,底面圆周长为4cm π,13 高为3cm π,根据勾股定理,得斜线长为5cm π,根据平行四边形的性质,棉线最短为15cm π。 例4. (2012四川眉山3分)在△ABC 中,AB =5,AC =3,AD 是BC 边上的中线,则AD 的取值范围是 ▲ . 【答案】1<AD <4。 【考点】全等三角形的判定和性质,三角 形三边关系。 【分析】延长AD 至E ,使DE=AD ,连接CE .根 据SAS 证明△ABD≌△ECD,得CE=AB ,再根 据三角形的三边关系即可求解: 延长AD 至E ,使DE=AD ,连接CE 。 ∵BD=CD ,∠ADB=∠EDC ,AD=DE , ∴△ABD≌△ECD(SAS )。 ∴CE=AB。 在△ACE 中,CE -AC <AE <CE +AC ,即2<2AD

求二次函数解析式的几种基本解法

求二次函数解析式的几种基本解法 奉贤区新寺学校胡纪英 二次函数是初中数学中的重要内容,也蕴涵着一种重要的数学思想方法。它是在一次函数、反比例函数的基础上,进一步由数、式、方程(二次方程)到二次函数,贯穿了初中代数。纵观近几年的中考试卷可以发现,二次函数始终是中考命题中的重点与热点,一方面是考查二次函数中学生对基础知识的掌握程度,另一方面以其新颖独特的综合试题引导学生探究和创新。在此我就以二次函数中求解析式这一小块内容提供几种常见的基本解法,方便同学们在学习中进行参考: 一、若已知二次函数图象上的三个点的坐标或是x、y的对应数值时,可选用y=ax2+bx+c(a≠0)求解。我们称y=ax2+bx+c(a≠0)为一般式(三点式)。 例:二次函数图象经过A(1,3)、B(-1,5)、C(2,-1)三点,求此二次函数的解析式。 说明:因为坐标满足函数解析式的点一定在函数的图象上,反之函数图象上的点的坐标一定满足函数解析式。所以将已知三点的坐标分别代入y=ax2+bx+c (a≠0)构成三元一次方程组,解方程组得a、b、c的值,即可求二次函数解析式。 二、若已知二次函数的顶点坐标或对称轴或最值时,可选用y=a(x+m)2+k (a≠0)求解。我们称y=a(x+m)2+k (a≠0)为顶点式(配方式)。 例:若二次函数图像的顶点坐标为(-2,3),且过点(-3,5),求此二次函数的解析式。 说明:由于顶点式中要确定a、m、k的值,而已知顶点坐标即已知了-m、k的值。用顶点式只要确定a的值就可以求二次函数解析式。若已知这两点的坐标用一般式来解是不能确定a、b、c的值的,不妨让学生尝试一下加深印象。 三、若已知二次函数与X轴的交点坐标是A(x1,0) 、B(x2,0)时, 可选用y=a(x-x1)(x- x2 ) (a≠0)求解。我们称y=a(x-x1)(x- x2 ) (a≠0)为双根式(交点式)。 例:已知一个二次函数的图象经过点A(-1,0)、B(3,0)和C(0,-3)三点,求此二次函数的解析式。 说明:很多同学看到此例会想到使用一般式来解,将已知三点的坐标分别代入去求a、b、c的值来求此二次函数的解析式。往往忽略A、B两点的坐标就是二次函数图象与x轴的交点坐标,而用双根式来求解就相对比较简单容易。 四、若已知二次函数在X轴上截得的线段长为d时,可选用 或 例:抛物线y=2x2-mx-6在X轴截锝线段长为4,求此二次函数的解析式。 说明:对于此例主要让学生明白这两种二次函数解析式中线段长d的推导过程,记住公式套进去就行了。注意相互之间不要混淆。 总之,要求一个二次函数的解析式,可以根据不同的已知条件选择恰当的解题方法,使计算过程简单化,达到迅速解题的目的。当然,也只有在平时的练习中对基本解法的适用情况做到心中有数,才能在具体的问题中结合图形及二次函数的相关性质择优选取适当的解法,提高解题能力。

中考几何最值问题(含答案)

几何最值问题 一.选择题(共6小题) 1.(2015?孝感一模)如图,已知等边△ABC的边长为6,点D为AC的中点,点E为BC的中点,点P为BD上一点,则PE+PC的最小值为() 3 AE==3, . 2.(2014?鄂城区校级模拟)如图,在直角坐标系中有线段AB,AB=50cm,A、B到x轴的距离分别为10cm和40cm,B点到y轴的距离为30cm,现在在x轴、y轴上分别有动点P、Q,当四边形PABQ的周长最短时,则这个值为() 5050+50

LN=AS==40 MN==50 MN=MQ+QP+PN=BQ+QP+AP=50 =50 3.(2014秋?贵港期末)如图,AB⊥BC,AD⊥DC,∠BAD=110°,在BC、CD上分别找一点M、N,当△AMN周长最小时,∠MAN的度数为()

4.(2014?无锡模拟)如图,∠MON=90°,矩形ABCD的顶点A,B分别在OM、ON上,当B 在边ON上运动时,A随之在边OM上运动,矩形ABCD的形状保持不变,其中AB=2,BC=.运动过程中,当点D到点O的距离最大时,OA长度为() C OE=AE=AB=× AD=BC= DE= ADE==, =

DF=, OA=AD= 5.(2015?鞍山一模)如图,正方形ABCD的边长为4,点E在边BC上且CE=1,长为的线段MN在AC上运动,当四边形BMNE的周长最小时,则tan∠MBC的值是() C D ,连结,此时四 ,连结MN= =, =, ,

PC= PDC==. 6.(2015?江干区一模)如图,△ABC中,CA=CB,AB=6,CD=4,E是高线CD的中点,以CE 为半径⊙C.G是⊙C上一动点,P是AG中点,则DP的最大值为() C BG AD=BD=AB=3 CE=

常见最值问题的解法

常见最值问题的解法 发表时间:2009-07-06T14:27:07.717Z 来源:《中学课程辅导●教学研究》2009年第13期供稿作者:孟占彪[导读] 近几年来,最值问题成为中考数学的热点问题。本文从不同的角度分析常见最值问题的解法,与大家共同探讨。 常见最值问题的解法 孟占彪 摘要:近几年来,最值问题成为中考数学的热点问题。本文从不同的角度分析常见最值问题的解法,与大家共同探讨。关键词:最值;绝对值;线段 作者简介:孟占彪,任教于河南省郑州外国语中学。 一、与绝对值有关的最值问题 例1(2004,南昌):先阅读下面材料,然后解答问题。在一条直线上有依次排列的台机床在工作,我们要设置一个零件供应站P使这n台机床到供应站P的距离总和最小,要解决这个问题,先“退”到比较简单的情形: 如图1,如果直线上有2台机床时,很明显设在A1和A2之间的任何地方都行,因为甲和乙所走的距离之合等于A1到A2的距离。 如图示,如果直线上有3台机床时,不难判断,供应站高在中间一台机床A2处最合适,因为如果P放在A2处,甲和丙所走的距离之和恰好为A1到A3的距离,而如果把P放在别处,例如D处,那么甲和丙所走的距离之和恰好为A1到A3的距离,可是乙还得走从A2到D的这一段,这是多出来的,因此P放在A2处是最佳选择。不难知道,如果直线上有4台机床,P应设在第2台与第3台之间的任何地方;有5台机床,P应设在第3台的位置,试回答:(1)有n台机床时,P应设在何处?(2)根据问题(1)的结论,求的最小值。解(1)由材料知,n为奇数与偶数时,P点的位置不同,当n为偶数时,P应设在第台与第台之间的任何地方;当n为奇数时,P应设在第台的位置。 (2)根据绝对值的几何定义,求的最小值,就是在数轴上找出表示的点,使它到表示1,2,…,617个点的距离之和最小,根据问题(1)的结论,当时,原式的值最小,最小值是: 二、由不等关系确定的最值问题 例2:某加工厂以每吨3000元的价格购进50吨原料进行加工,若进行粗加工,每吨加工费为600元,需天,每吨售价4000元;若进行精加工,每吨加工费用为900元,需天,每吨售价为4500元,现将这50吨原料全部加工完。(1)设其中粗加工吨,获利元,求与的函数关系式。(不要求写自变量的范围)(2)如果必须在20天内完成,如何安排生产才通报获得最大利润?最大利润是多少?(2005年湖北武汉,课改卷)解析粗加工吨,则细加工为(50-)吨,粗加工每吨利润为(4000-3000)元,细加工每吨利润为(4500-3000)元。=(4000-3000)-600+(4500-3000)(50-)-900(50-) =-200+30000 由题意知: ∴30≤≤50 当=30时,最大值 =-200×30+30000=24000(元) 故粗加工(天), 精加工(天)。 所以10天粗加工,10天精加工可获得最大利润,最大利润是24000元。 三、由相等关系确定的最值问题 例3:已知:a、b、c均为实数,且满足求a、b、c中最大者的最小值 解∵a+b+c=2>0,abc=4>0 ∴a、b、c中应为两负一正。 设a>0,b<0,c<0 (1)由可得 ∴b、c可看作是方程的两个实数根。 ∴ ∴a、b、c中的最大者是最小值是4. 四、由垂线段确定的最值问题

2018年专题10(几何)最值问题(含详细答案)

专题10 几何最值问题【十二个基本问题】

1.如图,长方体的底面边长分别为2cm和4cm,高为5cm.若一只蚂蚁从P点开始经过4个侧面爬行一圈到达Q点,则蚂蚁爬行的最短路径长为() A.61cm B.11cm C.13cm D.17cm 2.已知圆锥的底面半径为r=20cm,高h=20 15cm,现在有一只蚂蚁从底边上一点A出发.在侧面上爬行一周又回到A点,蚂蚁爬行的最短距离为________. 3.如图,在△ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,P为边BC上一动点,PE⊥AB于E,PF⊥AC 于F,则EF的最小值为() A.2 B.C.D. 4.如图,在矩形ABCD中,AB=10,BC=5.若点M、N分别是线段AC,AB上的两个动点,

则BM+MN的最小值为() A.10 B.8 C.5 3 D.6 5.如图,一个长方体形的木柜放在墙角处(与墙面和地面均没有缝隙),有一只蚂蚁从柜角A处沿着木柜表面爬到柜角C处. (1)请你画出蚂蚁能够最快到达目的地的可能路径; (2)当AB=4,BC=4,CC=5时,求蚂蚁爬过的最短路径的长. (3)在(2)的条件下,求点B到最短路径的距离. 6.如图,已知P为∠AOB内任意一点,且∠AOB=30°,点P、P分别在OA、OB上,求作点P、P,使△PPP的周长最小,连接OP,若OP=10cm,求△PPP的周长. 7.如图,E,F是正方形ABCD的边AD上两个动点,满足AE=DF.连接CF交BD于点G,连接BE交AG于点H.若正方形的边长为2,则线段DH长度的最小值是________.

第7题 第8题 第9题 8.如图,在等腰Rt △ABC 中,∠BAC =90°,AB =AC ,BC =4 2,点D 是AC 边上一动点,连接 BD ,以AD 为直径的圆交BD 于点E ,则线段CE 长度的最小值为 . 9.如图,⊙O 的半径为1,弦AB =1,点P 为优弧(⌒)AB 上一动点,AC ⊥AP 交直线PB 于点C ,则△ABC 的最大面积是( ) A .1 2 B . 22 C . 32 D . 34 10.如图,已知抛物线y =-x +bx +c 与一直线相交于A (-1,0),C (2,3)两点,与y 轴交 于点N .其顶点为D . (1)抛物线及直线AC 的函数关系式; (2)设点M (3,m ),求使MN +MD 的值最小时m 的值; (3)若抛物线的对称轴与直线AC 相交于点B ,E 为直线AC 上的任意一点,过点E 作EF ∥BD 交抛物线于点F ,以B ,D ,E ,F 为顶点的四边形能否为平行四边形若能,求点E 的坐标;若不能,请说明理由; (4)若P 是抛物线上位于直线AC 上方的一个动点,求△APC 的面积的最大值.

初中数学最值问题解题技巧,初中几何最值问题方法归纳总结

几何最值问题大一统 追本溯源化繁为简 目有千万而纲为一,枝叶繁多而本为一。纲举则目张,执本而末从。如果只在细枝末节上下功夫,费了力气却讨不了好。学习就是不断地归一,最终以一心一理贯通万事万物,则达自由无碍之化境矣(呵呵,这境界有点高,慢慢来)。 关于几何最值问题研究的老师很多,本人以前也有文章论述,本文在此基础上再次进行归纳总结,把各种知识、方法、思想、策略进行融合提炼、追本溯源、认祖归宗,以使解决此类问题时更加简单明晰。 一、基本图形 所有问题的老祖宗只有两个:①[定点到定点]:两点之间,线段最短;②[定点到定线]:点线之间,垂线段最短。 由此派生:③[定点到定点]:三角形两边之和大于第三边;④[定线到定线]:平行线之间,垂线段最短;⑤[定点到定圆]:点圆之间,点心线截距最短(长);⑥[定线到定圆]:线圆之间,心垂线截距最短;⑦[定圆到定圆]:圆圆之间,连心线截距最短(长)。余不赘述,下面仅举一例证明:[定点到定圆]:点圆之间,点心线截距最短(长)。 已知⊙O半径为r,AO=d,P是⊙O上一点,求AP的最大值和最小值。 证明:由“两点之间,线段最短”得AP≤AO+PO,AO≤AP+PO,得d-r≤AP≤d+r,AP最小时点P在B处,最大时点P在C处。即过圆心和定点的直线截得的线段AB、AC分别最小、最大值。(可用“三角形两边之和大于第三边”,其实质也是由“两点之间,线段最短”推得)。上面几种是解决相关问题的基本图形,所有的几何最值问题都是转化成上述基本图形解决的。

二、考试中出现的问题都是在基本图形的基础上进行变式,如圆与线这些图形不是直接给出,而是以符合一定条件的动点的形式确定的;再如过定点的直线与动点所在路径不相交而需要进行变换的。类型分三种情况:(1)直接包含基本图形;(2)动点路径待确定;(3)动线(定点)位置需变换。 (一)直接包含基本图形。 AD一定,所以D是定点,C是直线 的最短路径,求得当CD⊥AC时最短为 是定点,B'是动点,但题中未明确告知B'点的运动路径,所以需先确定B'点运动路径是什么图形,一般有直线与圆两类。此题中B'的路径是以为半径的圆弧,从而转化为定点到定圆的最短路径为AC-B'C=1。

二元函数的极值与最值

二元函数的极值与最值 二元函数的极值与最值问题已成为近年考研的重点,现对二元函数的极值与最值的求法总结如下: 1.二元函数的无条件极值 (1) 二元函数的极值一定在驻点和不可导点取得。对于不可导点,难以判断是否是极值点;对于驻点可用极值的充分条件判定。 (2)二元函数取得极值的必要条件: 设),(y x f z =在点),(00y x 处可微分且在点),(00y x 处有极值,则0),('00=y x f x ,0),('00=y x f y ,即),(00y x 是驻点。 (3) 二元函数取得极值的充分条件:设),(y x f z =在),(00y x 的某个领域内有连续上二阶偏导数,且=),('00y x f x 0),('00=y x f y ,令A y x f xx =),('00, B y x f xy =),('00,C y x f yy =),('00,则 当02<-AC B 且 A<0时,f ),(00y x 为极大值; 当02<-AC B 且A>0,f ),(00y x 为极小值; 02 >-AC B 时,),(00y x 不是极值点。 注意: 当B 2-AC = 0时,函数z = f (x , y )在点),(00y x 可能有极值,也可能没有极值,需另行讨论 例1 求函数z = x 3 + y 2 -2xy 的极值. 【分析】可能极值点是两个一阶偏导数为零的点,先求出一阶偏导,再令其为零确定极值点即可,然后用二阶偏导确定是极大值还是极小值,并求出相应的极值. 【解】先求函数的一、二阶偏导数: y x x z 232 -=??, x y y z 22-=??. x x z 62 2 =??, 22 -=???y x z , 2 2 2 =??y z . 再求函数的驻点.令x z ??= 0,y z ??= 0,得方程组???=-=-. 022,0232x y y x 求得驻点(0,0)、),(3 2 32. 利用定理2对驻点进行讨论:

小学奥数第1讲 最值问题(含解题思路)

1、最值问题 【最小值问题】 例1 外宾由甲地经乙地、丙地去丁地参观。甲、乙、丙、丁四地和甲乙、 乙丙、丙丁的中点,原来就各有一位民警值勤。为了保证安全,上级决定在沿 途增加值勤民警,并规定每相邻的两位民警(包括原有的民警)之间的距离都 相等。现知甲乙相距5000米,乙丙相距8000米,丙丁相距4000米,那么至少 要增加______位民警。 (《中华电力杯》少年数学竞赛决赛第一试试题) 讲析:如图5.91,现在甲、乙、丙、丁和甲乙、乙丙、丙丁各处中点各有 一位民警,共有7位民警。他们将上面的线段分为了2个2500米,2个4000米,2个2000米。现要在他们各自的中间插入若干名民警,要求每两人之间距离相等,这实际上是要求将2500、4000、2000分成尽可能长的同样长的小路。 由于2500、4000、2000的最大公约数是500,所以,整段路最少需要的民 警数是(5000+8000+4000)÷500+1=35(名)。 例2 在一个正方体表面上,三只蚂蚁分别处在A、B、C的位置上,如图 5.92所示,它们爬行的速度相等。若要求它们同时出发会面,那么,应选择哪 点会面最省时? (湖南怀化地区小学数学奥林匹克预赛试题) 讲析:因为三只蚂蚁速度相等,要想从各自的地点出发会面最省时,必须 三者同时到达,即各自行的路程相等。 我们可将正方体表面展开,如图5.93,则A、B、C三点在同一平面上。这样,便将问题转化为在同一平面内找出一点O,使O到这三点的距离相等且最短。

所以,连接A和C,它与正方体的一条棱交于O;再连接OB,不难得出AO=OC=OB。 故,O点即为三只蚂蚁会面之处。 【最大值问题】 例1 有三条线段a、b、c,并且a<b<c。判断:图5.94的三个梯形中,第几个图形面积最大? (全国第二届“华杯赛”初赛试题) 讲析:三个图的面积分别是: 三个面积数变化的部分是两数和与另一数的乘积,不变量是(a+b+c)的和一定。其问题实质上是把这个定值拆成两个数,求这两个数为何值时,乘积最大。由等周长的长方形面积最大原理可知,(a+b)×c这组数的值最接近。 故图(3)的面积最大。 例2 某商店有一天,估计将进货单价为90元的某商品按100元售出后,能卖出500个。已知这种商品每个涨价1元,其销售量就减少10个。为了使这一天能赚得更多利润,售价应定为每个______元。 (台北市数学竞赛试题) 讲析:因为按每个100元出售,能卖出500个,每个涨价1元,其销量减少10个,所以,这种商品按单价90元进货,共进了600个。 现把600个商品按每份10个,可分成60份。因每个涨价1元,销量就减少1份(即10个);相反,每个减价1元,销量就增加1份。

二次函数典型题解题技巧

二次函数典型题解题技巧

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二次函数典型题解题技巧 (一)有关角 1、已知抛物线2y ax bx c =++的图象与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左边),与y 轴 交于点(0C ,3),过点C 作x 轴的平行线与抛物线交于点D ,抛物线的顶点为M ,直线5y x =+经过D 、M 两点. (1) 求此抛物线的解析式; (2)连接AM 、AC 、BC ,试比较MAB ∠和ACB ∠的大小,并说明你的理由. 思路点拨:对于第(1)问,需要注意的是CD 和x 轴平行(过点C 作x 轴的平行线与抛物线交于点D ) 对于第(2)问,比较角的大小 a 、 如果是特殊角,也就是我们能分别计算出这两个角的大小,那么他们之间的大小关系就清楚了 b 、 如果这两个角可以转化成某个三角形的一个外角和一个不相邻的内角,那么大小关系就确定了 c 、 如果稍难一点,这两个角转化成某个三角形的两个内角,根据大边对大角来判断角的大小 d 、 除了上述情况外,那只有可能两个角相等,那么证明角相等的方法我们学过什么呢,全等三角形、相似三角形和简单三角函数,从这个题来看,很明显没有全等三角形,剩下的就是相似三角形和简单三角函数了,其实简单三角函数证明角相等和相似三角形证明角相等的本质是一样的,都是对应边的比相等 e 、 可能还有人会问,这么想我不习惯,太复杂了,那么我再说一个最简单的方法,如何快速的找出题目的结论问题,在本题中,需要用到的点只有M 、C、A、B 这四个点,而这四个点的坐标是很容易求出来的,那么请你把这四个点规范的在直角坐标系内标出来,再用量角器去量这两个角大大小,你就能得出结论了,得出结论以后你再看d 这一条 解:(1)∵CD ∥x 轴且点C(0,3), ∴设点D 的坐标为(x ,3) . ∵直线y = x+5经过D 点, ∴3= x+5.∴x=-2. 即点D(-2,3) . 根据抛物线的对称性,设顶点的坐标为M (-1,y ), 又∵直线y= x+5经过M 点, ∴y =-1+5,y =4.即M(-1,4). ∴设抛物线的解析式为 2(1)4y a x =++. ∵点C (0,3)在抛物线上,∴a=-1. 即抛物线的解析式为 223y x x =--+.…………3分 (2)作BP ⊥AC 于点P,MN⊥AB 于点N. 由(1)中抛物线 223y x x =--+可得 点A(-3,0),B(1,0), ∴AB=4,AO =C O=3,A C=32. ∴∠PAB =45°. ∵∠ABP=45°,∴P A=PB=22. ∴P C=A C-PA =2. 在Rt△BPC 中,tan ∠BCP=PB PC =2.

中考数学中的最值问题解法

中考数学几何最值问题解法 在平面几何的动态问题中,当某几何元素在给定条件变动时,求某几何量(如线段的长度、图形的周长或面积、角的度数以及它们的和与差)的最大值或最小值问题,称为最值问题。 解决平面几何最值问题的常用的方法有:(1)应用两点间线段最短的公理(含应用三角形的三边关系)求最值;(2)应用垂线段最短的性质求最值;(3)应用轴对称的性质求最值;(4)应用二次函数求最值;(5)应用其它知识求最值。下面通过近年全国各地中考的实例探讨其解法。 应用两点间线段最短的公理(含应用三角形的三边关系)求最值 典型例题: 例1. 如图,∠MON=90°,矩形ABCD的顶点A、B分别在边OM,ON上,当B在边ON上运动时,A随之在边OM上运动,矩形ABCD的形状保持不变,其中AB=2,BC=1,运动过程中,点D到点O的最大距离为【】 A1B C. 55 D. 5 2 例2.在锐角三角形ABC中,BC=2 4,∠ABC=45°,BD平分∠ABC,M、N分别是BD、BC上的动点,则CM+MN 的最小值是▲ 。 例3.如图,圆柱底面半径为2cm,高为9cm π,点A、B分别是圆柱两底面圆周上的点,且A、B在同一母线上,用一棉线从A顺着圆柱侧面绕3圈到B,求棉线最短为▲ cm。

练习题: 1. 如图,长方体的底面边长分别为2cm 和4cm ,高为5cm .若一只蚂蚁从P 点开 始经过4个侧面爬行一圈到达Q 点,则蚂蚁爬行的最短路径长为【 】 A.13cm B.12cm C.10cm D.8cm 2.如图,圆柱的底面周长为6cm ,AC 是底面圆的直径,高BC=6cm ,点P 是母线BC 上一点,且PC= 23 BC .一只蚂蚁从A 点出发沿着圆柱体的表面爬行到点P 的最短距离是【 】 A 、6 (4)π+㎝ B 、5cm C 、㎝ D 、7cm 3.如图所示,在边长为2的正三角形ABC 中,E 、F 、G 分别为AB 、AC 、BC 的中点,点P 为线段EF 上一个动点,连接BP 、GP ,则△BPG 的周长的最小值是 _ ▲ . 二、应用垂线段最短的性质求最值:典型例题: 例1. (2012山东莱芜4分)在△ABC 中,AB =AC =5,BC =6.若点P 在边AC 上移动,则BP 的最小值是 ▲ .

“图解法解二元函数的最值问题”

“图解法解二元函数的最值问题” 教学课例 昌平区第一中学 回春荣

“图解法解二元函数的最值问题”教学课例 一、设计意图: 在新课程背景下的教学中,课堂上我们应是以“问”的方式来启发学生深思,以“变”的方式诱导学生灵活善变,使整堂课有张有弛,真正突出了学生是教学活动的主体的原则。本节内容是在学习了不等式、直线的方程的基础上,利用不等式和直线的方程有关知识展开的,它是对二元函数的深化和再认识、再理解,是直线、圆和不等式的综合运用,同时它又对理解下一章“圆锥曲线”的相关内容有着很好的帮助作用,所以这一部分内容起到了一个巩固旧知识,熟练方法,理解新知识的承上启下的作用。图解法在解决函数求最值的问题上有着广泛的应用,这节课为学生提供了广阔的思维空间,对培养学生自主探索、合作研究、主动发现问题、分析问题,创造性地解决问题的能力有着丰富的素材。教学上通过设置问题情境、多媒体展示,学生动手操作,使学生在“做中学”,学生在实际操作中,既发展了学生的个性潜能,又培养了他们的合作精神。 二、本课教学目标 1、知识与技能:通过识图、画图,学会解决有约束条件的二元函数最值问题的处理方法——图解法。 2、过程与方法:经历约束条件为二元一次不等式组,目标函数为具有截距、斜率、距离等几何意义的二元函数的最值问题的探究过程,提炼出解决这类问题的方法——以图定位,以算定量。 3、情感态度与价值观:通过对有约束条件的二元函数的最值问题的探究,培养学生科学严谨的治学态度,勇于探索、敢于创新的学习精神,同时感受合作交流的快乐。 三、教学过程与教学资源设计 (一)、教学内容:图解法解二元函数的最值问题 (二)、教学设计流程图:

小学数学解题方法解题技巧之最值问题

第一章小学数学解题方法解题技巧之最值问题 【最小值问题】 例1 外宾由甲地经乙地、丙地去丁地参观。甲、乙、丙、丁四地和甲乙、乙丙、丙丁的中点,原来就各有一位民警值勤。为了保证安全,上级决定在沿途增加值勤民警,并规定每相邻的两位民警(包括原有的民警)之间的距离都相等。现知甲乙相距5000米,乙丙相距8000米,丙丁相距4000米,那么至少要增加______位民警。 (《中华电力杯》少年数学竞赛决赛第一试试题) 讲析:如图5.91,现在甲、乙、丙、丁和甲乙、乙丙、丙丁各处中点各有一位民警,共有7位民警。他们将上面的线段分为了2个2500米,2个4000米,2个2000米。现要在他们各自的中间插入若干名民警,要求每两人之间距离相等,这实际上是要求将2500、4000、2000分成尽可能长的同样长的小路。 由于2500、4000、2000的最大公约数是500,所以,整段路最少需要的民警数是(5000+8000+4000)÷500+1=35(名)。 例2 在一个正方体表面上,三只蚂蚁分别处在A、B、C的位置上,如图5.92所示,它们爬行的速度相等。若要求它们同时出发会面,那么,应选择哪点会面最省时? (地区小学数学奥林匹克预赛试题)

讲析:因为三只蚂蚁速度相等,要想从各自的地点出发会面最省时,必须三者同时到达,即各自行的路程相等。 我们可将正方体表面展开,如图5.93,则A、B、C三点在同一平面上。这样,便将问题转化为在同一平面找出一点O,使O到这三点的距离相等且最短。 所以,连接A和C,它与正方体的一条棱交于O;再连接OB,不难得出 AO=OC=OB。 故,O点即为三只蚂蚁会面之处。 【最大值问题】 例1 有三条线段a、b、c,并且a<b<c。判断:图5.94的三个梯形中,第几个图形面积最大? (全国第二届“华杯赛”初赛试题) 讲析:三个图的面积分别是:

中考数学专题八~ 几何最值问题解法探讨.docx

【2013年中考攻略】专题&几何最值问题解法探讨在平面几何的动态问题中,当某几何元素在给定条件变动时,求某几何量(如线段的长度、图形的周长或面积、角的度数以及它们的和与差)的最大值或最小值问题,称为最值问题。 解决平面几何瑕值问题的常用的方法有:(1)应用两点间线段垠短的公理(含应用三角形的三边关系)求最值;(2)应用垂线段最短的性质求最值;(3)应用轴对称的性质求最值;(4)应用二次函数求最值; (5)应用其它知识求最值。下面通过近年全国各地中考的实例探讨其解法。一、应用两点间线段最短的公理(含应用三角形的三边关系)求最值: 1?(2012山东济南3分)如图,ZM0N二90° ,矩形ABCD的顶点A、B分别在边0M, 0N ±,当B在边 0N 上运动时,A随之在边0M上运动,矩形ABCD的形状保持不变,其中AB二2, BC二1,运动过程中,点D到点0的最大距离为【】 A* E 氏厉 U琴''D?j 2.(2012湖北鄂州3分)在锐角三角形ABC中,BC二4血,ZABC二45° , BD平分ZABC, M—N分别是BD、BC上的动点,则CM+MN的最小值是一▲ 3.(2011四川凉山5分)如图,圆柱底面半径为2c加,高为9/rcm,点A、 B分别是圆柱两底而圆周上的点,HA、B在同一母线上,用一?棉线从A顺着圆柱侧而绕3圈到B,求棉 线最短为▲ cm C

4. (2012四川眉山 3分)在△ABC 中,AB = 5, AC=3, AD 是BC 边上的中线,则AD 的収值范围是 5. (2012山东莱芜4分)在AABC 中,AB = AC=5, BC = 6.若点P 在 边AC 上移动,则BP 的垠小值是一 ▲ B C 6. (2012浙江台州4分)如图,菱形ABCD 中,AB 二2, ZA=120°,点P, Q, K 分别为线段BC, CD, BD ± 的任意一点,贝'J PK+QK 的最小值为【 7. (2012 江苏连云港 12 分)C 知梯形 ABCD, AD/7BC, AB 丄BC, AD = 1, AB=2, BC = 3, 二、应用垂线段最短的性质求最值: A. 1 B. 73 G / X

二次函数的几种解析式及求法教学设计

二次函数的几种解析式及求法教学设计 福泉一中:齐庆方 一、指导思想与理论依据 (一)指导思想:本次课的教学设计以新课程标准关于数学教学的核心理念为基本遵循,坚持以教师为主导,以学生为主体,以培养能力为基准,采取符合学生学习特点的多样式的学习方法,通过教学容和教学过程的实施,帮助学生在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的数学知识和技能、数学思想和方法,促进学生学会用数学的思考方式解决问题、认识世界. (二)理论依据:本次课的教学设计以新课程标准关于数学教育的理论为基本依据,主要把握了两个方面的理论: 1、新课程标准关于数学整体性的理论.教学中注意沟通各部分之间的联系,通过类比、联想、知识的迁移和应用等方式,使学生体会知识之间的联系,感受数学的整体性,进一步理解数学的本质,提高解决问题的能力. 2、新课程标准关于教师教学的理论.教师应该更加关注:1)科学的基本态度之一是疑问,科学的基本精神之一是批判.要注意培养学生科学的质疑态度和批判性的思维习惯;2)提出问题是数学学习的重要组成部分,更是数学创新的出发点.要注意培养学生提出问题的能力;3)在教学中更加关注学生知识的储备、能力水平、思维水平等;4)关注学生的学习态度、学习方法、学习习惯,在思维的最近发展区设计教学容.

二、教学背景分析 (一)学习容分析 “待定系数法”是数学思想方法中的一种重要的方法,在实际生活和生产实践中有着广泛的应用.学生对于“待定系数法”的学习渗透在不同的学习阶段,初中阶段要求学生初步学会用待定系数法求函数解析式;因此这节课的学习既是初中知识的延续和深化,又为后面的学习奠定基础,起着承前启后的作用.另外,待定系数法作为解决数学实际问题的基本方法和重要手段,在其他学科中也有着广泛的应用. (二)学生情况分析 对于初三学生来说,在学习一次函数的时候,学生对于用待定系数法求函数解析式的方法已经有所认识,他们已经积累了一定的学习经验.在学习完一次函数后继续学习用待定系数法求函数解析式,学生已经具备了更多的函数知识,同时,初三的学生已经具备了一定的分析问题、解决问题能力和创新意识,这些对本节课的学习都很有帮助.在今后高中的数学学习中,学生还会继续运用待定系数法解决相关问题.新课标对学生在探究问题的能力,合作交流的意识等方面有了更高的要求,在教学中还有待加强相应能力的培养. (三)教学方式与教学手段、技术准备以及前期的教学状况、问题、对策说明

用判别式求解几何最值问题

用” “?求解几何最值问题 江苏省睢宁县双沟中学赵光朋(221212) 通过恰当的途径,构建一元二次方程模型,在其有解的前提下,应用0≥?或?>0去探讨某些几何最值(或不等)问题,有时可收到条理清晰、简捷明快的解题效果.举例说明如下: 例1.当斜边一定时,求直角三角形周长的最大值. 分析:.当三角形的斜边c 一定时,两条直角边的和b a +与积ab 都可表示为周长l 与c 的代数式,由此想到以b a 、为实数根构造一元二次方程,再通过判别式?求解. 解:设直角三角形的两条直角边长分别为b a 、,斜边为c ,周长为l .则l c b a =++, c l b a -=+ (1).所以22)()(c l b a -=+,即222222c cl l b ab a +-=++.又222c b a =+, 所以222cl l ab -= (2).由(1)、(2)知b a 、是方程022)(22 =-+ --cl l x l c x 的两个实数根.所以02 24)]([22 ≥-?---=?cl l l c .整理,得022 2≥--c cl l ,求得c l )(21+≤,所以周长l 的最大值是 c )(21+. 点评:上述解法中,以三角形的斜边c 和周长l 表示两条直角边b a 和,并利用韦达定理构造一元二次方程,再巧用判别式“?” 化“相等”为“不等”,为求得周长的最大值疏通了渠道. 例2.三角形有一个内角为0 60,此角所对的边长为1,求证其余两边的和不大于2. 证明:如图1,ABC ?中,0 60=∠B ,1=AC .过A 作BC AD ⊥于D ,设x BD =,通过 ADC Rt ABD Rt ??和,得x AB 2=,x AD 3=,231x DC -=.令 2312x x x BC AB y -++=+=,整理,得关于x 的一元二次方程 0161222=-+-y xy x .由)1(1243622-?-=?y y 0≥,得 048122≥+-y ,所以,22≤≤-y ,y 的最大值为2,即其余两边的和不大于2. 点评:在此解法中,适时地引入变量y x 、,并将他们的关系用一个等式表达出来,为构造一元二次方程明确了目标,为应用”“?埋下了伏笔.更体现了几何问题代数化的转换思想. 例3.如图2,已知ABC ?的面积为S ,作一条直线l ∥BC ,且与AC AB 、分别交于 E D 、两点。记BED ?的面积为k ,证明:S k 4 1 ≤. 1 图l 2 图

多元函数最值问题(1)

多元函数最值问题 一.方法综述 多元函数的最值问题就是在多个约束条件下,某一个问题的最大和最小值.在所列的式子之中,有多个未知数.求解多元函数的最值问题技巧性强、难度大、方法多,灵活多变,多元函数的最值问题蕴含着丰富的数学思想和方法.解题办法常有:导数法、消元法、基本不等式法、换元法、数形结合法、向量法等. 二.解题策略 类型一 导数法 例1.【2018上海市长宁、嘉定区一模】若不等式()2 2 2x y cx y x -≤-对任意满足0x y >>的实数x , y 恒成立,则实数c 的最大值为__________. 【答案】4 【举一反三】【2018江西省临川二中、新余四中联考】已知函数()f x 的定义域是R , ()()()2 10 811(0) x a x x f x ln x x ?-++≤?=?++>??(a 为小于0的常数)设12x x <且()()12 ''f x f x =,若2 1 x x -的最小值 大于5,则a 的范围是__________. 【答案】(),4-∞-

类型二 消元法 例2.【2018河北省廊坊市第八高级中学模拟】若对任意的实数x ,都存在实数y 与之对应,则当 ()220x y y x e y x a e ----=时,实数a 的取值范围为( ) A. 1, 2e ? ? -∞ ?? ? B. (),0-∞ C. 10,3e ?? ??? D. 1,3e ??-∞ ?? ? 【答案】D 【解析】由题设有()33x y a y x e -=-,令x y t -=,则3,t a t e t R =-∈,所以()3'13,t a t e t R =-+∈,当 1,3t ??∈-∞- ???时, '0a >, 3t a te =在1,3??-∞- ???为增函数;当1,3t ??∈-+∞ ???时, '0a <, 3t a te =在 1,3? ?-∞- ? ?? 为减函数,所以m a x 13a e =,注意到当0t >时, 0a <,故选D. 【解题秘籍】题设条件中变量较多,但可以把x y -看成整体,从而把问题转化为一元函数的值域来讨论. 类型三.基本不等式法 例 3.【2018湖南省长沙市第一中学模拟】设二次函数()2 f x ax bx c =++(,,a b c 为常数)的导函数为

公开课:几何“最值问题”常见解题思路

《专题:几何“最值问题”常见解决思路》公开课 蓝溪中学林子旭2016.04.20 一、教学目标:让学生通过复习、练习、比较熟悉地掌握解决几何最值问题的通常思路和常见模型 二、教学重点:掌握解决最值问题的理论依据与常用模型,能根据不同特征转化成相应的模型是解决最值问题的关键. 三、主要理论依据及模型 1、两点之间线段最短; 2、直线外一点与直线上所有点的连线段中,垂线段最短; 3、三角形两边之和大于第三边或三角形两边之差小于第三边(重合时取到最值) 4、构造函数,利用函数的性质解决 是解决几何最值问题的理论依据,根据不同特征转化是解决最值问题的关键.通过转化减少变量,向1、2、3依据靠拢进而解决问题;直接调用基本模型也是解决几何最值问题的高效手段. 几何最值问题中的基本模型举例 轴 对 称 最 值 图形 l P B A N M l B A A P B l 原理两点之间线段最短两点之间线段最短三角形三边关系 特征 A,B为定点,l为定直线, P为直线l上的一个动点, 求AP+BP的最小值 A,B为定点,l为定直线,MN 为直线l上的一条动线段,求 AM+BN的最小值 A,B为定点,l为定直线,P 为直线l上的一个动点,求 |AP-BP|的最大值转化 作其中一个定点关于定直 线l的对称点 先平移AM或BN使M,N重 合,然后作其中一个定点关于 定直线l的对称点 作其中一个定点关于定直线 l的对称点 四、模型应用与练习: (一)线段和(PA+PB)最小: 1、正方形ABCD中,AB=4,E是BC的中点,点P是对角线AC上一点,则PE+PB的最小值为. 2、⊙O的半径为2,点A、B、C在⊙O上,OA⊥OB,∠AOC=60°,P是OB上一动点,则PA+PC 的最小值是; 3、如图1,∠AOB=45°,P是∠AOB内一点,PO=10,Q、R分别是OA、OB上的动点,则△PQR 周长的最小值是. 4、如图2,点A(a,1)、B(-1,b)都在双曲线y= 3 x -(x<0)上,点P、Q分别是x轴、y轴上 的动点,当四边形PABQ的周长取最小值时,PQ在直线的解析式是(). A、y=x B、y=x+1 C、y=x+2 D、y=x+3 图3 5、如图5,当四边形P ABN的周长最小时,a=. (二)线段差(PA-PB)最大 1、如图6,一次函数y=-2x+4的图象与x、y轴分别交于点A,B, D为AB的中点,C、A关于原点对称.P为OB上一动点,请直接写出︱ PC-PD︱的范围:___________________. A A C D O P x y 图6

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