(福建省泉州市第七中學(xué)金山校區(qū) 福建泉州 362000)
在生活實(shí)踐中,人們經(jīng)常面對(duì)帶有“最”字的問題,如花費(fèi)最低,面積最小,產(chǎn)值最高,獲利最大等。近年來各地中考題中最值問題更是頻頻出現(xiàn),問題背景新穎,常出現(xiàn)的最值問題有應(yīng)用題、幾何動(dòng)態(tài)、函數(shù)最值等。在初中數(shù)學(xué)競(jìng)賽中整式、分式、二次根式、函數(shù)、多元方程等形式也常求某個(gè)變量或特殊結(jié)構(gòu)代數(shù)式的值。最值問題構(gòu)題精妙,牽涉的知識(shí)點(diǎn)多,解題方法靈活多變。下面就本人在初中階段的教學(xué)談?wù)勢(shì)^常見的最值問題的求解方法,以便大家舉一反三。
例1:已知點(diǎn)A(1,a),B(-2,b),C(0,c)都在函數(shù)y=1-x的圖像上,求a,b,c的最大值。
分析:將三個(gè)點(diǎn)代入函數(shù)解析式,易知a= 0,b= 3 ,c=1,所以a,b,c的最大值是3
初中階段的重點(diǎn)函數(shù)是一次函數(shù)與二次函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性來解決應(yīng)用性問題的最值,要注意先引入變量,列出函數(shù)關(guān)系式,尤其要注意求出自變量的取值范圍及區(qū)間范圍對(duì)最值的影響。在例1中可知一次函數(shù)y=1-x中,所以由一次函數(shù)圖像的性質(zhì)知y隨著x的增大而減小,又因?yàn)?2< 0 <1,所以b>c>a,所以a,b,c的最大值是b,再求出b=3。2018年福建中考數(shù)學(xué)第23題重點(diǎn)考查了二次函數(shù)的區(qū)間最值。
解析:第(1)步易由一元二次方程求解
第(2)步,設(shè)AD=x米,矩形菜園ABCD的面積為S平方米,
學(xué)生易忽略A D≤a這個(gè)條件的限制,很多考生忘了分類討論。①當(dāng)a≥50時(shí),由于拋物線開口向下,頂點(diǎn)為(50,1250)且x≤a,所以當(dāng)x= 50時(shí),S 最大值是1250平方米;②當(dāng)0<a< 50時(shí),則0<x≤a在對(duì)稱軸x=50的右側(cè),此時(shí)S隨著x的增大而增大,所以當(dāng)x=a時(shí),
S最大=
本題不僅考參查了二次函數(shù)的最值,而且考查了學(xué)生的分類討論能力、對(duì)參數(shù)范圍的理解,值得老師與學(xué)生高度重視。
例3:在2017年福建中考數(shù)學(xué)第25題壓軸題中問題的核心是:已知直線y=2x+m與拋物線y=ax2+ax+b有一個(gè)公共點(diǎn)M(1,0)及另一個(gè)交點(diǎn)N,且a<b.求△QMN面積的最小值。又求得點(diǎn)M(1,0),點(diǎn)
初中學(xué)生對(duì)含有分式形式的代數(shù)式的最值是很陌生的,如何引導(dǎo)他們?cè)谀芰Ψ秶鷥?nèi)解決這個(gè)問題呢?可以借助“主元思想”、“去分母”技巧,化分式為整式方程,整理得(★),把它看成以a為主元的一元二次方程,a有實(shí)數(shù)解,所以
例4:設(shè)a,b,c為正數(shù),且abc(a+b+c)=4,則(a+b) (b+c)的最小值。
解析:
由此可以想到:
解:法一:將y看成參數(shù),按x作降冪排列,再配方。
當(dāng)且僅當(dāng)y= 1 ,x=0,原式取到最小值-1
用配方法求代數(shù)式的取最小值,要注意兩個(gè)完全平方式能否同時(shí)為0,即最小值能否取到。
法二:(本題也可以用根的判別式法)
設(shè)t=x2+x y+y2-x-2y,整理成關(guān)于x的一元二次方程x2+(y-1)x+y2-2y-t=0,
則Δ=(y-1)2-4(y2-2y-t)=-3y2+6y+1+4t≥0,
解析:由x1,x2,x3, … ,xn都是整數(shù),且-1≤xi≤2(i= 1 ,2,3…,n)可設(shè)這n個(gè)整數(shù)中有a個(gè)-1,b個(gè)1,c個(gè)2,
得2b+6c=118,即b+ 3c=5 9,
解得b=5 9 - 3c,a=-c+4 0(0≤c≤ 1 9)
所以1 9≤w≤133
當(dāng)c= 0,b= 5 9,a=4 0時(shí),w的最小值是19;當(dāng)c= 1 9,b= 2,a=2 1時(shí),w的最小值是133
例7:設(shè)x,y都是正整數(shù),且有的最大值。
解析:依題意知x-116,x+100,y都是整數(shù),所為x- 1 16 ,x+100必為整數(shù),設(shè)x-116 =m2,x+100=n2(m<n,且m,n都是正整數(shù)),因式分解得(n+m) (n-m)=216=4×5 4=2×108,所以當(dāng)m+n=108時(shí),y有最大值,且最大值是108
例8:若實(shí)數(shù)x,y,z滿足,求z的最大值。
解析:
由x+y= 5 -z,
x y=3-(y z+z x)=3-z(x+y)=3-z(5-z)=z2- 5z+3,所以運(yùn)用韋達(dá)定理構(gòu)造二次方程a2-(5-z)a+(z2-5z+3)=0,因?yàn)閍有解,所以Δ=(5-z)2-4(z2-5z+3)=3z2-1 0z-1 3≤0,
這種方法在在高中數(shù)學(xué)中用得較多,這里就不再舉例說明。
從以上分析論述可知:最值問題的解決并不是絕對(duì)孤立不變,有時(shí)可以一題多解;有時(shí)需要多種方法一起使用才能靈活解決問題。解題時(shí),要仔細(xì)觀測(cè)代數(shù)式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以便選擇合理的解題方法,做到快速解題。同時(shí)要說明最值在什么情況下可以達(dá)到,以養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)思維的習(xí)慣。