☉山東省乳山市第一中學(xué) 滕建峰
在近幾年的高考題與模擬題中,經(jīng)常會碰到求解多變元代數(shù)式的最值或取值范圍問題,特別是雙變元代數(shù)式的最值或取值范圍問題.此類問題往往難度較大,思維方式多變,方法有時也多樣.下面結(jié)合一道雙變元代數(shù)式的最值問題來加以實例剖析,結(jié)合多維角度切入,達(dá)到殊途同歸.
例題 (2018屆江蘇省南師大附中、淮陰中學(xué)、海門中學(xué)、天一中學(xué)高三2月聯(lián)考·14)已知a>1,b>2,則的最小值為____.
分析:這是一道雙變元在已知條件下代數(shù)式的最值問題,這類問題一直受備命題者的青睞.涉及此類雙變元代數(shù)式在滿足限制條件下的取值范圍問題,可以通過換元思維、求導(dǎo)方法、待定系數(shù)法,以及幾何模型法等思維角度來處理,解決的關(guān)系如何轉(zhuǎn)化對應(yīng)代數(shù)式中的根式,加以合理轉(zhuǎn)化與應(yīng)用,思維多樣,方法各異.通過認(rèn)真審視這道試卷,在不同視角下,得到了該題的不同解題思維與對應(yīng)的精彩解法.
角度1——換元法1
解法7:由于a>1,b>2,如圖2,構(gòu)造平面幾何模型,設(shè)AB⊥AC,AB⊥BD,且|AC|=1,|BD|=2,連接CD交AB于點F,設(shè)|CF|=a,|FD|=b,過C作CE⊥BD交DB的延長線于點E,設(shè)∠DCE=θ.
點評:解法1與解法2均是通過引入?yún)?shù)m,n,根據(jù)基本不等式或柯西不等式來轉(zhuǎn)化,進(jìn)而結(jié)合基本不等式來確定最小值問題;解法3與解法4均利用基本不等式加以轉(zhuǎn)化,再分別從求導(dǎo)法或待定系數(shù)法來確定相應(yīng)的關(guān)系式的最大值,從而得以確定雙變元代數(shù)式的最小值問題;解法5利用柯西不等式來轉(zhuǎn)化分母中的根式,再通過換元思維,結(jié)合基本不等式來確定雙變元代數(shù)式的最小值問題,回歸不等式本質(zhì);而解法6與解法7利用不同的平面幾何概型的建立,通過兩個直角三角形的關(guān)系,結(jié)合三角形的性質(zhì)或三角函數(shù)的最值,可以達(dá)到“秒殺”的效果,只是對應(yīng)的不同的幾何模型的構(gòu)造具有非常大的想象力與創(chuàng)新力.
通過“一題多解”可以將主干知識進(jìn)行“串聯(lián)”,同時“并聯(lián)”起數(shù)學(xué)思想方法和核心素養(yǎng),開拓學(xué)生的解題視野,有效促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)的改善和創(chuàng)新發(fā)展能力的提升,體驗到數(shù)學(xué)的樂趣,收獲成功的喜悅,增強(qiáng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和信心.