从探求函数最值谈起

时间:2024-12-26 23:18:41 来源:作文网 作者:管理员

探求函数的最值是函数的核心问题之一,它巧妙地将函数的诸多性质“集于一身”,通过研究函数的最值,可以知道函数的的各种性质,了解研究函数的一般方法,诚如管中窥豹.

随着高三复习的开始,我们有必要回头将知웃识梳理一下,漫步于高中数学函数最♪值的“小路”上,领略在不同阶段对函数知识与能力的学习要求的差异,反思自己有没有进一步提升对函数本质的认识和理解.

一、探求函数最值的回顾

在学习了函数单调性后,仅仅利用单调性探求最值还是比较快捷的,但是面对稍微复杂一点的问题,仅用单调性是不够的.

问题1

求函数f(x)=sin2 x+acosx+4,α∈R的最小值g(α).

拿到题仔细观察,注意到sin x与cos x的关系可以转化,实施换元,令t= cos x,即等价于求函数f(t) =t2 +αt+3,α∈R在[-1,1]的最小值g(α).

进一步观察,参变量以可以变化,如何归类?将变化中不变的归为一类,这就是分类讨论;字母式子比较抽象,如何直观化?若能结合函数的图象来考察,这就是数形结合.

先将参变量α取特殊值具体化,再通过作图观察,从特殊到一般,将白变量t在相同位置取得最大值的情况归为一类,即分对称轴t=

在[-1,1]左侧、内部和右侧三种情况讨论.

类似地,再看这道2014年重庆高考题,求函数f(x)=

的最小值.你有方法了吗?

在探求函数的最值中我ธ们综合运用了换元、分类、数形结合以及函数的ว性质,可见解决函数最值问题最能体现函数的思想,

不过,当我们遇到诸如:正数x,y,z满足x+y+z=12,求xyz的最大值,有点感慨函数的知识有点不够用了!尤其在面对多变量的最值问题时,更会发现所学的函数还远远不能解决这些复杂的问题.有道是“欲穷千里目,更上一层楼”,因此有必要学习新知识――“基本不等式”.

不等式与函数颇有渊源,很多的性质和方法来源于函数,但是经过固化、发展,如今已拥有自己特有的优势.

此时,数形结合可谓恰到好处,在高中,数与形结合最完美的当然离不开解析几何,在解析几何中遇到最值问题,你会想到哪些方法呢?

分析问题3,我们想到更多的是几何方法,一是利用圆心到直线的距离再减去半径即为所求;二是利用将直线向上平移至恰好与网相切(在网的下方)时,两条直线间的距离即为所求.

我们在学习新课时,需要追问自己,已有的知识和方法还能解决新的问题吗?(比如,能从函数的角度来思考如何求以上最值吗?)我们在高三复习时,更应该对各种可能的角度、方法进行思考、判断,

解析 几何的本质是将几何问题坐标化,就是用代数的方法来研究几何问题,那么很自然地,上述问题也可以尝试从函数的角度来处理,

圆上任意一点P (x,y)到直线y=x-2

谈到导数,我们很多同学对它期望值很高,感觉它是万能的.其实运用导数和利用函数的单调性的本质是一致的.同时,也有不少同学认为导数的作用仅仅是判断函数的单调性.其实不然,导数不仅是探讨函数单调性的利器,而且是刻面和描述函数的瞬时变化率(变化的快慢)☏的工具,在高等数学中,导数有着更广阔的运用.

二、探求函数最值的反思

回顾高中数学不同阶段中处理函数最值的不同角度与方法,我们发现不能孤立地看它们,而要注意它们的特点、联系以及转化.

大家在求最值时一般首选导数法,感觉有了导数这个法宝,就心中有数,解题不慌,细细反思,可以发现在面对复杂函数的单调性时,导数的作用比较明显:可以通过导数的符号判断函数的单调性,回到最原始的函数的图象及性质,利用数形结合方法,便于我们处理.

此外,不难发现在求最值时利用几何意义非常直观,主要是因为解析几何的本质就是将代数与几何紧密结合在一起:一方面从代数的角度来刻画几何问题,进行细微分析,从代数上找到几何方法的本质理解;另一方面从几何的角度来处理代数问题,即利用函数(或方程、不等式)对应的图形或几何意义来辅助解决问题.

当你有了很多方法之后,会加以判断和选择吗?看看下面这两个问题,你会选择恰当的方法吗?

面对求最值问题,要学会从多个角度考虑,针对多种方法,应学会分析、比较、选择.可见,学习数学要不断领悟知识的本质,面对不同的问题要吃透本质,选择恰当的方法,方能了然于心,成竹在胸.

随着时间的推移,学习、复习的深入,我们的知识在不断地完善,对函数的认识也在不断提高,要想理得清,尤其要抓住知识的内在本质,方能抓住它们之间的联系,进行相互转化.


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