⑴ 中学数学最值题的常用解法
中学数学最值题的常用解法
在中学数学题中,最值题是常见题型,围绕最大(小)值所出的数学题是各种各样,就其解法,主要为以下几种:
一. 二次函数的最值公式
二次函数 (a、b、c为常数且 )其性质中有①若 当 时,y有最小值。 ;②若 当 时,y有最大值。 。利用二次函数的这个性质,将具有二次函数关系的两个变量建立二次函数,再利用二次函数性质进行计算,从而达到解决实际问题之目的。
例1. 某玩具厂计划生产一种玩具熊猫,每日最高产量为40只,且每日产出的产品全部售出,已知生产x只玩具熊猫的成本为R(元),售价每只为P(元),且R、P与x的关系式分别为 , 。
(1)当日产量为多少时,每日获得的利润为1750元;
(2)当日产量为多少时,可获得最大利润?最大利润是多少?
解:(1)根据题意得
整理得
解得 , (不合题意,舍去)
(2)由题意知,利润为
所以当 时,最大利润为1950元。
二. 一次函数的增减性
一次函数 的自变量x的取值范围是全体实数,图象是一条直线,因而没有最大(小)值;但当 时,则一次函数的图象是一条线段,根据一次函数的增减性,就有最大(小)值。
例2. 某工程队要招聘甲、乙两种工种的工人150人,甲、乙两种工种的工人的月工资分别是600元和1000元,现要求乙种工种的人数不少于甲种工种人数的2倍,问甲、乙两种工种各招聘多少人时可使得每月所付的工资最少?
解:设招聘甲种工种的工人为x人,则乙种工种的工人为 人,由题意得:
所以
设所招聘的工人共需付月工资y元,则有:
( )
因为y随x的增大而减小
所以当 时, (元)
三. 判别式法
例3. 求 的最大值与最小值。
分析:此题要求出最大值与最小值,直接求则较困难,若根据题意构造一个关于未知数x的一元二次方程;再根据x是实数,推得 ,进而求出y的取值范围,并由此得出y的最值。
解:设 ,整理得
即
因为x是实数,所以
即
解得
所以 的最大值是3,最小值是 。
四. 构造函数法
“最值”问题中一般都存在某些变量变化的过程,因此它们的解往往离不开函数。
例4. 求代数式 的最大值和最小值。
解:设 , ,再令 , ,则有
所以得y的最大值为 ,最小值为
五. 利用非负数的性质
在实数范围内,显然有 ,当且仅当 时,等号成立,即 的最小值为k。
例5. 设a、b为实数,那么 的最小值为_______。
解:
当 , ,即 时,上式等号成立。故所求的最小值为-1。
六. 零点区间讨论法
例6. 求函数 的最大值。
分析:本题先用“零点区间讨论法”消去函数y中绝对值符号,然后求出y在各个区间上的最大值,再加以比较,从中确定出整个定义域上的最大值。
解:易知该函数有两个零点 、
当 时
当 时
当 得
当 时,
综上所述,当 时,y有最大值为
七. 利用不等式与判别式求解
在不等式 中, 是最大值,在不等式 中, 是最小值。
例7. 已知x、y为实数,且满足 , ,求实数m最大值与最小值。
解:由题意得
所以x、y是关于t的方程 的两实数根,所以
即
解得
m的最大值是 ,m的最小值是-1。
八. “夹逼法”求最值
在解某些数学问题时,通过转化、变形和估计,将有关的量限制在某一数值范围内,再通过解不等式获取问题的答案,这一方法称为“夹逼法”。
例8. 不等边三角形 的两边上的高分别为4和12且第三边上的高为整数,那么此高的最大值可能为________。
解:设a、b、c三边上高分别为4、12、h
因为 ,所以
又因为 ,代入
得 ,所以
又因为 ,代入
得 ,所以
所以3<h<6,故整数h的最大值为5。
⑵ 初中数学常用的几种解题方法初中数学26题解题方法
1、配方法
所谓配方,就是把一个解析式利用恒等变形的方法,把其中的某些项配成一个或几个多项式正整数次幂的和形式。通过配方解决数学问题的方法叫配方法。其中,用的最多的是配成完全平方式。配方法是数学中一种重要的恒等变形的方法,它的应用十分非常广泛,在因式分解、化简根式、解方程、证明等式和不等式、求函数的极值和解析式等方面都经常用到它。
2、因式分解法
因式分解,就是把一个多项式化成几个整式乘积的形式。因式分解是恒等变形的基础,它作为数学的一个有力工具、一种数学方法在代数、几何、三角等的解题中起着重要的作用。因式分解的方法有许多,除中学课本上介绍的提取公因式法、公式法、分组分解法、十字相乘法等外,还有如利用拆项添项、求根分解、换元、待定系数等等。
3、换元法
换元法是数学中一个非常重要而且应用十分广泛的解题方法。我们通常把未知数或变数称为元,所谓换元法,就是在一个比较复杂的数学式子中,用新的变元去代替原式的一个部分或改造原来的式子,使它简化,使问题易于解决。
4、判别式法与韦达定理
一元二次方程ax2bxc=0(a、b、c属于R,a≠0)根的判别,△=b2-4ac,不仅用来判定根的性质,而且作为一种解题方法,在代数式变形,解方程(组),解不等式,研究函数乃至几何、三角运算中都有非常广泛的应用。
韦达定理除了已知一元二次方程的一个根,求另一根;已知两个数的和与积,求这两个数等简单应用外,还可以求根的对称函数,计论二次方程根的符号,解对称方程组,以及解一些有关二次曲线的问题等,都有非常广泛的应用。
5、待定系数法
在解数学问题时,若先判断所求的结果具有某种确定的形式,其中含有某些待定的系数,而后根据题设条件列出关于待定系数的等式,最后解出这些待定系数的值或找到这些待定系数间的某种关系,从而解答数学问题,这种解题方法称为待定系数法。它是中学数学中常用的方法之一。
6、构造法
在解题时,我们常常会采用这样的方法,通过对条件和结论的分析,构造辅助元素,它可以是一个图形、一个方程(组)、一个等式、一个函数、一个等价命题等,架起一座连接条件和结论的桥梁,从而使问题得以解决,这种解题的数学方法,我们称为构造法。运用构造法解题,可以使代数、三角、几何等各种数学知识互相渗透,有利于问题的解决。
7、反证法
反证法是一种间接证法,它是先提出一个与命题的结论相反的假设,然后,从这个假设出发,经过正确的推理,导致矛盾,从而否定相反的假设,达到肯定原命题正确的一种方法。反证法可以分为归谬反证法(结论的反面只有一种)与穷举反证法(结论的反面不只一种)。用反证法证明一个命题的步骤,大体上分为:(1)反设;(2)归谬;(3)结论。
反设是反证法的基础,为了正确地作出反设,掌握一些常用的互为否定的表述形式是有必要的,例如:是/不是;存在/不存在;平行于/不平行于;垂直于/不垂直于;等于/不等于;大(小)于/不大(小)于;都是/不都是;至少有一个/一个也没有;至少有n个/至多有(n一1)个;至多有一个/至少有两个;唯一/至少有两个。
归谬是反证法的关键,导出矛盾的过程没有固定的模式,但必须从反设出发,否则推导将成为无源之水,无本之木。推理必须严谨。导出的矛盾有如下几种类型:与已知条件矛盾;与已知的公理、定义、定理、公式矛盾;与反设矛盾;自相矛盾。
8、面积法
平面几何中讲的面积公式以及由面积公式推出的与面积计算有关的性质定理,不仅可用于计算面积,而且用它来证明平面几何题有时会收到事半功倍的效果。运用面积关系来证明或计算平面几何题的方法,称为面积方法,它是几何中的一种常用方法。
用归纳法或分析法证明平面几何题,其困难在添置辅助线。面积法的特点是把已知和未知各量用面积公式联系起来,通过运算达到求证的结果。所以用面积法来解几何题,几何元素之间关系变成数量之间的关系,只需要计算,有时可以不添置补助线,即使需要添置辅助线,也很容易考虑到。
9、几何变换法
在数学问题的研究中,常常运用变换法,把复杂性问题转化为简单性的问题而得到解决。所谓变换是一个集合的任一元素到同一集合的元素的一个一一映射。中学数学中所涉及的变换主要是初等变换。有一些看来很难甚至于无法下手的习题,可以借助几何变换法,化繁为简,化难为易。另一方面,也可将变换的观点渗透到中学数学教学中。将图形从相等静止条件下的研究和运动中的研究结合起来,有利于对图形本质的认识。