孫月華
【摘要】函數(shù)性質(zhì)是高三數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要組成部分,其中函數(shù)最值問題又是函數(shù)性質(zhì)的重中之重,在函數(shù)性質(zhì)中占有很重的分量,具有很強(qiáng)的綜合性和運(yùn)用性,也是高考考查的重點.
【關(guān)鍵詞】高三函數(shù)性質(zhì);相關(guān)問題;解法
求最值問題需要學(xué)生有全面的分析能力和靈活運(yùn)用方法解決問題的能力,是高考數(shù)學(xué)中的熱點和難點.本文筆者通過多年的高三數(shù)學(xué)教學(xué)實踐活動,對于函數(shù)性質(zhì)相關(guān)問題中的最值問題的解法進(jìn)行了總結(jié)和歸納,僅供參考.
一、利用數(shù)形結(jié)合法求函數(shù)最值
數(shù)形結(jié)合法也是函數(shù)最值問題中比較常見的用法,舉例說明:
典例設(shè)函數(shù)f(x)=x2-2x+2,x∈[t,t+1],t∈R,求函數(shù)f(x)的最小值.
思路分析本題中區(qū)間是變化的,從運(yùn)動的觀點來看,讓區(qū)間從左向右沿x軸正方向移動,分析移動到不同位置時對最值有什么影響.借助圖形,可使問題的解決顯得直觀、清晰.
解析f(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1,x∈[t,t+1],t∈R,對稱軸為x=1.
當(dāng)t+1<1,即t<0時,函數(shù)圖像如圖 (1)所示,函數(shù)f(x)在區(qū)間[t,t+1]上為減函數(shù),所以最小值為f(t+1)=t2+1;
當(dāng)t≤1≤t+1,即0≤t≤1時,函數(shù)圖像如圖 (2)所示,最小值為f(1)=1;
當(dāng)t>1時,函數(shù)圖像如圖 (3)所示,函數(shù)f(x)在區(qū)間[t,t+1]上為增函數(shù),所以最小值為f(t)=t2-2t+2.
二、利用導(dǎo)數(shù)法求函數(shù)最值
用導(dǎo)數(shù)法求給定區(qū)間上函數(shù)的最值問題一般可用以下幾步答題:a.求函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)f′(x);b.求f(x)在給定區(qū)間上的單調(diào)性和極值;c.求f(x)在給定區(qū)間上的端點值;d.將f(x)的各極值與f(x)的端點值進(jìn)行比較,確定f(x)的最大值與最小值.
典例已知函數(shù)f(x)=ln x-ax (a∈R).(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;(2)當(dāng)a>0時,求函數(shù)f(x)在\[1,2\]上的最小值.
思路分析(1)已知函數(shù)解析式求單調(diào)區(qū)間,實質(zhì)上是求f′(x)>0,f′(x)<0的解區(qū)間,并注意定義域.(2)先研究f(x)在\[1,2\]上的單調(diào)性,再確定最值是端點值還是極值.(3)由于解析式中含有參數(shù)a,要對參數(shù)a進(jìn)行分類討論.
解f′(x)=1[]x-a (x>0),
①當(dāng)a≤0時,f′(x)=1[]x-a>0,即函數(shù)f(x)的單調(diào)增區(qū)間為(0,+∞).
②當(dāng)a>0時,令f′(x)=1[]x-a=0,可得x=1[]a,
當(dāng)0
當(dāng)x>1[]a時,f′(x)=1-ax[]x<0,
故函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為0,1[]a,
單調(diào)遞減區(qū)間為1[]a+∞.
(2)①當(dāng)1[]a≤1,即a≥1時,函數(shù)f(x)在區(qū)間\[1,2\]上是減函數(shù),所以f(x)的最小值是f(2)=ln 2-2a.
②當(dāng)1[]a≥2,即0 ③當(dāng)1<1[]a<2,即1[]2 又f(2)-f(1)=ln 2-a,所以當(dāng)1[]2 當(dāng)ln 2≤a<1時,最小值為f(2)=ln 2-2a.