方法一:利用單調(diào)性求最值
學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)以后,為討論函數(shù)的性質(zhì)開發(fā)了前所未有的前景,這不只局限于基本初等函數(shù),凡是由幾個(gè)或多個(gè)基本初等函數(shù)加減乘除而得到的新函數(shù)都可以用導(dǎo)數(shù)作為工具討論函數(shù)單調(diào)性,這需要熟練掌握求導(dǎo)公式及求導(dǎo)法則,以及函數(shù)單調(diào)性與導(dǎo)函數(shù)符號(hào)之間的關(guān)系,還有利用導(dǎo)數(shù)如何求得函數(shù)的極值與最值。
例1已知函數(shù),當(dāng)x∈[-2,2]時(shí),函數(shù)f(x)的圖象總在直線y=a-e2的上方,求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
分析:此題屬于恒成立問題,恒成立問題大都轉(zhuǎn)化為最值問題。
解:原問題等價(jià)于f(x)>a-e2恒成立,即x2+ex-xex>a-e2在[-2,2]上恒成立,即x2+ex-xex+e2>a在[-2,2]上恒成立。
令g(x)=x2+ex-xex+e2>a-e2,x∈[-2,2],原問題等價(jià)于a下面利用導(dǎo)數(shù)討論g(x)的最小值,求導(dǎo)可得g'(x)=x(1-ex)。
當(dāng)x∈[-2,0]時(shí),g'(x)≤0,從而g(x)在[-2,0]上單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈(0,2]時(shí),g'(x)<0可知g(x)在(0,2]上也單調(diào)遞減。
所以g(x)在[-2,2]上單調(diào)遞減,從而g(x)min=g(2)=2即a∈(-∞,2)
評(píng)注:本題是求參數(shù)的取值范圍問題,利用等價(jià)轉(zhuǎn)化的思想可化為不等式恒成立問題,進(jìn)而化為最值問題,再借助于導(dǎo)數(shù)討論函數(shù)的單調(diào)性求出的最值。其實(shí)高中階段接觸到的最值問題大都可以運(yùn)用單調(diào)性法求得最值。
方法二:利用不等式求最值
掌握和靈活運(yùn)用,│a│+│b│≥│a±b│≥││a│-│b││這一類型的基本不等式,在求一些函數(shù)最值問題時(shí)通常十分便捷,在解題時(shí)務(wù)必注意考慮利用不等式求最值的條件限制。
例2若x∈R,且0分析:本題可以運(yùn)用單調(diào)性法求最值,但是較麻煩,下面介紹一種新的方法。
解:。
由0則,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號(hào)。
故當(dāng)時(shí),取得最小值9。
例3求使不等式│x-4│+│x-3│分析:此題若用討論法,可以求解,但過程較繁;用絕對(duì)值不等式的性質(zhì)求解卻十分方便。
解:令f(x)=│x-4│+│x-3│原不等式有解,只需a>f(x)min,而f(x)=│x-4│+│x-3│≥│(x-4)-(x-3)│=1,當(dāng)且僅當(dāng)x∈[3,4]時(shí),等號(hào)成立。
所以f(x)min=1,因此的a取值范圍是a∈[1,+∞]。
評(píng)注:例2表面上看本題不能使用基本不等式,但只要稍留心便能從兩個(gè)分母中發(fā)現(xiàn)“名堂”,一個(gè)分母是,另一個(gè)分母是,兩數(shù)之積正好為“1”,于是巧乘得“1”便可利用基本不等式。其實(shí),即便不是“1”也可類似處理,只是式子前面要多乘一個(gè)系數(shù)。例4采用了絕對(duì)值三角不等式快捷的求出了參數(shù)的取值范圍。
方法三:數(shù)形結(jié)合法
將一些抽象的解析式賦予幾何意義,然后通過圖形的屬性及數(shù)量關(guān)系進(jìn)行“數(shù)”與“形”的信息轉(zhuǎn)換,把代數(shù)的問題等價(jià)性的用幾何的方法來求解,使之求解更簡單、快捷,也是解決最值問題的一種常用方法。
例4已知實(shí)數(shù)x、y滿足等式x2+y2-6x-6y+12=0,求的最值。
分析:如果把等式看成圓的一般式,那么就有點(diǎn)(x,y)在圓(x-3)2+(y-3)2=6上,那么表示該點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率.由于圓位于第一象限,若過原點(diǎn)作圓的兩切線OA、OB(A,B為切點(diǎn)),則的最值分別是直線OA、OB的斜率。
解:設(shè),即y=kx,∴,
整理為k2-6k+1=0。解得。