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高考数学函数值域与最值问题全面总结(一)

 当以读书通世事 2023-09-16

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提示:可以手抄一遍加深印象,等到具体题目领会相关要义,所看才有所得。

1)配消法(目的就是转化或创造条件,结合其他求最值方法使用):

A、通过配凑获得相应的形式,例如,x+1/x 形式
B、配元中加减乘除相应项,其中乘1的形式是特殊形式【一般分子或分母有变量】【圆的方程和椭圆的方程和平方和为1的二元函数】
注意:做配凑时,最主要的是有目的性或说脱掉题目的外壳是将题目转成成自己熟悉的形式(课本上的相关概念、定理、公式),利用课本上最核心的基础知识点进行求解。在解题过程中没有目的性通过凑巧试错均不可取。

2)换元法(目的就是转化或创造条件,结合其他求最值方法使用) :

将复杂的代数式或三角代数式,等通过变量转化成熟悉的形式。
例如,开方数, 三角函数( t=sin x或t=cos x或t=cos x*sin x或t=sin x+cos x)。
将题目中多个变量通过题目给出的各变量关系最终转化成含有一个变量或两个变量x/y+y/x[不等式]我们熟悉的形式进行运算求解。换元是一种手段,需要根据解题目的进行有目的的变换。

注意,代换后新变量的范围【映射关系】

A、对于x、y满足满足圆方程或椭圆方程或可以化为平方和为1的二元函数的最值问题,常用三角代换即圆的参数方程或椭圆的参数方程。
B、对于f(x)/x的形式在图形上,注意转化成图形斜率的关系。
C、对于定义域为【-1,1】或(0,1)的含二次根式函数的最值问题,常设x=sin Θ或x=cos Θ的平方,化为三角函数的最值,注意参数的范围。

提示:以上两种方法,在数列中求通项,求和等也经常使用到,注意联系。

配凑和换元是重要的数学思想,在历年高考的综合题和压轴题中均有涉及,其本质就是将复杂的关系简单化,注意日常练习时强化训练。

3)不等式求最值(基本不等式,柯西不等式,权方和不等式)

不等式的使用条件:一定、二正、三相等  
例如:A、B 都必须是正数;二定:
A、在A+B为定值时,便可以知道A*B的最大值;
例如:椭圆的形成,两个焦点与椭圆轨迹上点的连线
B、在A*B为定值时,就可以知道A+B的最小值;
C、三相等:且仅当A、B相等时,等号成立;即在A=B时,A+B=2√AB.
转化成不等式的求解形式的基本思想:将函数式通过常量分离,换元,配凑(联系1和2)等转化为两数和或积的形式。
注意:x+y或x+1/x中x和y可以为任意表达式,当然要注意变量的范围,以及多次使用不等式时注意能否同时取得等号

4)利用函数单调性[导数]和有界性求值域(最值)

见到超越函数直接考虑导数就行了,这时历年压轴题基本必考的题型。如果不知道什么是超越函数的,记下来到网上搜一下加深印象。

A、单调性一般进行函数f(x)求导,结合x的定义域确定值。
注意:遇到含有e^x和开方和分母含有关于参数的代数式等项的f(x)应慎用求导(求导后,变量的次数没有降低,并且增加变量次数的复杂性)。注意简化求导和多次求导数形关系
B、若可以转换为关于x^2、sin x、cos x、a^x(a!=1且a>0)等函数的函数最值问题,通常利用函数的有界性求最值:
B-1)将f(x)看做方程,用y将x^2、sin x、cos x、 a^x表示出来,利用平方或三角函数的值域结合x的范围,化为关于y的不等式,求出y范围,进而求的最值。
B-2)结合函数的图像和性质【数形结合】,判断取得最值的条件,求最值。
例:设二次函数f(x)=ax^2+bx+c(a,b,c常数)的导数为f’(x),对任意x在实数集上,不等式f(x)>f’(x)恒成立,求b^2/(a^2+c^2)的最大值
分析:题目给出的条件f(x)>f’(x)要求的是b^2/(a^2+c^2),含三个参数,要寻找三个参数之间的关系。
解:ax^2+bx+c>ax+b》》ax^2+(b-a)x+c-b>0(二次函数)抛物线成立的条件是:【判别式<0,且a<0】获得b与ac关系:4ac-4a^2带入b^2/(a^2+c^2)》》
4(c/a-1)/[(c/a)^2+1]》》令t=c/a-1,带入得4t/(t^2+2t+2)<=2*2^(1/2)-2
后记:这些方法就是你在平时做题时,需要总结的归纳的。这里我将其归纳在一起了。现在就需要你日常做的每一道题,都要反思总结归纳映射到这些方法上。大量训练后形成类似肌肉式的条件反射。达到这个层次数学的成绩会发生突飞猛进的变化。
【明天将剩余的10大方法补齐,基本上就全了】
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