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高考题和各地的模拟题经常涉及多元函数的条件最值问题,这类问题对考生的能力要求较高,稍不注意就会产生错误. 为此,本文将这类问题的常见求解策略举例分析如下.
直接放缩
直接对条件求解式利用均值不等式进行放缩,此时应特别注意等号成立的条件.
例1 (1)若,,则的最小值为____________.
(2)已知正数满足,试求,的范围.
解析 (1)∵,
∴.
∴,或.
∵,
∴.
(2)方法一:∵,,
.
即
解得,.
当且仅当,,即时,等号成立.
故的取值范围是.
又,
即
解得,.
当且仅当即,等号成立.
故的取值范围是
方法二:∵,,
,且.
则.
∵,即.
则
.
当且仅当时,等号成立.
故的取值范围是.
当且仅当时,等号成立.
故的取值范围是.
点评 第(2)问中,方法一是换元与放缩的结合,方法二是减元与函数思想的结合.
合理配凑
将已知等式合理变形、恰当配凑,使之能用条件且保证和(或积)为常数,其间渗透着换元的思想.
例2 (1)已知,,且,则的最大值为 .
(2)已知,,,则的最小值是( )
A. 3 B. 4
C. D.
解析 (1)由题意得,
.
,
则.
(2)因为,
所以.
整理得,.
即.
又,.
当且仅当时,等号成立.
答案 (1) (2)B
“1”的代换与消元
例3 已知正数满足,求的最小值.
解析 方法1: (均值不等式法)由得,
则
.
当且仅当即时,等号成立.
故此函数的最小值是18.
方法2:(消元法)由得,
又,即
,故
則
.
当且仅当,即时,等号成立.
故此函数的最小值是18.
例4 已知两正数满足,求的最小值.
错解一 因为对,恒有.
从而.
所以的最小值是4.
错解二 由题意得,.
所以的最小值是.
分析 错解一中,等号成立的条件是,且相矛盾. 错解二中,等号成立的条件是,这与相矛盾.
正解 由题意得,
=
.
令, 则.
因为在上单调递减,
故当时,有最小值.
所以当时,有最小值.
挖掘隐含条件
例5 已知是不相等的正数,且,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析 由得,
.
于是.
故
解得,.
答案 B
点评 本题容易漏掉这个隐含条件而误选A.
直接放缩
直接对条件求解式利用均值不等式进行放缩,此时应特别注意等号成立的条件.
例1 (1)若,,则的最小值为____________.
(2)已知正数满足,试求,的范围.
解析 (1)∵,
∴.
∴,或.
∵,
∴.
(2)方法一:∵,,
.
即
解得,.
当且仅当,,即时,等号成立.
故的取值范围是.
又,
即
解得,.
当且仅当即,等号成立.
故的取值范围是
方法二:∵,,
,且.
则.
∵,即.
则
.
当且仅当时,等号成立.
故的取值范围是.
当且仅当时,等号成立.
故的取值范围是.
点评 第(2)问中,方法一是换元与放缩的结合,方法二是减元与函数思想的结合.
合理配凑
将已知等式合理变形、恰当配凑,使之能用条件且保证和(或积)为常数,其间渗透着换元的思想.
例2 (1)已知,,且,则的最大值为 .
(2)已知,,,则的最小值是( )
A. 3 B. 4
C. D.
解析 (1)由题意得,
.
,
则.
(2)因为,
所以.
整理得,.
即.
又,.
当且仅当时,等号成立.
答案 (1) (2)B
“1”的代换与消元
例3 已知正数满足,求的最小值.
解析 方法1: (均值不等式法)由得,
则
.
当且仅当即时,等号成立.
故此函数的最小值是18.
方法2:(消元法)由得,
又,即
,故
則
.
当且仅当,即时,等号成立.
故此函数的最小值是18.
例4 已知两正数满足,求的最小值.
错解一 因为对,恒有.
从而.
所以的最小值是4.
错解二 由题意得,.
所以的最小值是.
分析 错解一中,等号成立的条件是,且相矛盾. 错解二中,等号成立的条件是,这与相矛盾.
正解 由题意得,
=
.
令, 则.
因为在上单调递减,
故当时,有最小值.
所以当时,有最小值.
挖掘隐含条件
例5 已知是不相等的正数,且,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析 由得,
.
于是.
故
解得,.
答案 B
点评 本题容易漏掉这个隐含条件而误选A.