函数最值求法VIP专享VIP免费

函数最值求法1.判别式法若函数可化成一个系数含有的关于的二次方程:。在时,由于为实数,则有,由此可以求出所在的范围,确定函数的最值。例1.1已知,其中是实数,则的最大值为______。解:设,由得,是方程的两个实根.整理化简,得,故.即的最大值为2例1.2实数满足,设,则的值为_______。解:由题意知,,故又是方程的两个实根.解得，即2.函数的单调性法当自变量的取值范围为一区间时，常用单调性法来求函数的最值。若函数在整个区间上是单调的,则该函数在区间端点上取到最大值或最小值。若函数在整个区间上不是单调的，则把该区间分成各个小区间，使得函数在每一个区间上是单调的，再求出各个小区间上的最值，从而可以得到整个区间上的最值。例2.1求函数的最小值和最大值。解：先求定义域，由得又，故当，且增加时，增大，而减小.于是是随着的增大而减小，即在区间上是减函数，所以,例2.2求函数，的最大值和最小值。解：，令，.当时，有在上是减函数，因此，，3.均值不等式法均值不等式:设是个正数,则有,其中等号成立的条件是。运用均值不等式求最值,必须具备三个必要条件,即一正二定三等,缺一不可。“正”是指各项均为正数这是前提条件；“定”是指各项的和或积为定值；“等”是等号成立的条件。例3.1设为自然数,为实数,且满足,则的最小值是______。解:>.由均值不等式得,故当且仅当时,上式取等号.故的最小值是例3.2设，，,记中最大数为M,则M的最小值为______。解:由已知条件得设中的最小数为,则M=由已知条件知,,于是所以,,且当时,,故的最小值为,从而M的最小值为注:在用均值不等式求函数的最值时,往往需要配合一定的变形技巧,才可以把问题转化成求不等式的问题。例3.3设,则的最大值是_______。解:由,有又其中当时,上式等号成立,即时成立,故的最大值为4.换元法用换元法求函数最值,就是根据函数表达式的特点,把某一部分看作一个整体或用一个新变元来代替,达到化繁难为简易,化陌生为熟悉,从而使原问题得解。换元法通常有三角代换和代数代换两种。例4.1正数满足，其中为不相等的正常数，求的最小值。解：令则当且仅当，即时上式取等号.故例4.2实数适合条件，则函数的值域是_______。解：由已知可设，，其中，则当，，即时，；当，，即时，.故的值域是5.几何法某些二元函数最值问题具有图形背景,这时我们可以将所给函数表达式化为具有一定几何意义的代数表达式,再利用几何图形,对函数最值作出直观的说明和解释。根据函数所表示的几何意义,我们可以将函数分为以下几种:5.1可视为直线斜率的函数的最值例5.1.1求函数的最小值。解:令,则且，于是问题转化为:当点在上半个单位圆上运动时,求与的连线的斜率的最值(如图).显然,当点与点重合时,直线的斜率最小,此时.当直线与上半个单位圆相切时,直线的斜率最大.设,则直线的方程为直线与上半个单位圆相切解得(舍去)或综上可得,直线的斜率的最值为:，，5.2可视为距离的函数的最值例5.2.1函数的最大值是_______。解：将函数式变形,得可知函数的几何意义是：在抛物线上的点分别到点和点的距离之差,现求其最大值.由知，当在的延长线上处时，取得最大值5.3可视为曲线截距的函数的最值例5.3.1求函数的最大值。解:令,则,且.则问题转化为:当点在单位圆上运动时,求双曲线族(视为常数)在轴上的截距的最大值.当时,由方程得,由此可知:当时,;当时,此双曲线族有公共的渐进线和,有公共的中心由此不难得出,当双曲线族与单位圆切于点时,纵截距取得极大值，而,故所求纵截距的极大值就是最大值.因此,所求函数的最大值为6.构造方差法设个数据的平均数为,则其方差为显然（当且仅当时取等号）。应用这一公式，可简捷、巧妙地解决一些试题的最值问题。这种方法适用的范围很广，可以用来求函数的最值，也可以用来求某一字母的最值以及求某一代数式的最值。例6.1求函数的最大值。解：的方差是解得.故例6.2确定最大的实数，使得实数满足：,解：由已知得,,的方差解得.故的最大值为注：对于例1，我们也可以用构造方差法来求解，解题过程如下：解法2：不妨设，则由已知,即得又的方差是即,由此判定,解得,即,亦即.故的最大值为7.导数法设函数在上连续，在上可导，则在上的最大值和最小值为在内的...