舒巨
最值問題是中學數(shù)學中永恒的話題,也是歷年高考的熱門考點.由于高中教材上沒有明確系統(tǒng)地研究這類問題,使得求多元函數(shù)(即多變量函數(shù))的最值成為高考中的難點問題.解決這類問題需要具有較強的技巧,且方法靈活性多變,本文主要通過線性規(guī)劃、均值不等式法、減少變量、分類集中變量等策略進行處理.
策略一:利用線性規(guī)劃
例1若變量x、y滿足約束條件y≤xx+y≤1y≤-1,且z=2x+y的最大值和最小值分別為M和m,則M-m=.
解法探究:本題是一道典型的線性規(guī)劃問題(二元變量問題),通過畫出可行域,很容易得到,當直線z=2x+y經(jīng)過點(2,-1)時,M=3,當直線z=2x+y經(jīng)過點(-1,-1)時,m=-3,故M-m=6.
教材上線性規(guī)劃的本質(zhì)就是研究受不等式組條件約束的二元函數(shù)的最值問題。由于題目呈現(xiàn)形式的多樣性,往往需要對題設(shè)進行適當?shù)霓D(zhuǎn)化,若能將題設(shè)化為不等式組得到可行域,大多利用此策略求解.
策略二:利用均值不等式
例2 在△ABC中,∠A=,a=3, 則△ABC的面積的最大值為 .
利用均值不等式求最值問題的要點是“和定積最大,積定和最小”,即當題目是已知和(積)的形式,求積(和)的最值的形式時,往往可以聯(lián)想到使用均值不等式等等進行求解.
策略三:減少變元
例3 設(shè)x,y,z為正實數(shù),滿足x-2y+3z=0,則的最小值是 .
轉(zhuǎn)化的一個原則是將未知轉(zhuǎn)化為已知,例題主要是有x-2y+3z=0,這三個變量之間的關(guān)系,實現(xiàn)了由三元變量轉(zhuǎn)化為二元變量進行研究.
策略四:分類集中變量
例4設(shè)數(shù)列{an}前n項和Sn,已知a1=a,an+1=Sn+3n,n∈N*.
(1)設(shè)bn=Sn-3n,求數(shù)列{bn}的通項公式.(2)若an+1≥an,n∈N*,求a的取值范圍.
在多變量問題中,可以將變量分類集中,做法就是將題中一個字母用另一個字母進行表示,這樣就變成了熟悉一元函數(shù)的問題.高考壓軸題中很多的最值問題都可以采用此想法來解決.
不等式(基本不等式及變式、柯西不等式等)、線性規(guī)劃及相關(guān)知識、減少變量、分類集中變量是解決高中數(shù)學多變量最值問題的常見策略,更多時候往往綜合靈活運用上述策略以順利求解.
責任編輯羅峰