高考数学总复习之【最值问题】专题
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专题 最值问题
【考点聚焦】
考点1:向量的概念、向量的加法和减法、向量的坐标运算、平面向量的数量积. 考点2:解斜三角形.
考点3:线段的定比分点、平移.
考点4:向量在平面解析几何、三角、复数中的运用.
考点5:向量在物理学中的运用.
【自我检测】
1、求函数最值的方法:配方法,单调性法,均值不等式法,导数法,判别式法,三角函数有界性,图象法,
2、求几类重要函数的最值方法;
(1)二次函数:配方法和函数图像相结合;
(2)),0()(R a a x
a x x f ∈≠+=:均值不等式法和单调性加以选择; (3)多元函数:数形结合成或转化为一元函数.
3、实际应用问题中的最值问题一般有下列两种模型:直接法,目标函数法(线性规划,曲函数的最值)
【重点•难点•热点】
问题1:函数的最值问题
函数的最值问题是其他最值问题的基础之一,许多最值问题最后总是转化为函数(特别是二次函数)的最值问题.求函数最值的方法有:配方法、均值不等式法、单调性、导数法、判别式法、有界性、图象法等.
例1:(02年全国理1) 设a 为实数,)(1)(2
R x a x x x f ∈+-+=,
(1)讨论)(x f 的奇偶性;(2)求)(x f 的最小值.
思路分析:(1)考察)(x f 与)(x f -是否具有相等或相反的关系;或从特殊情形去估计,再加以验证.(2)二次函数的最值解,一般借助于二次函数的图像,当对称轴与所给区间的相对位置关系不确定,则需分类讨论.
(1)解法一:(利用定义)2)(x x f =-+1++a x ,2)(x x f -=-.
1---a x
若2
2),()()(x x f x f x f 即为奇函数,则-=-R x a x a x ∈=+-++此等式对+.02 都不成立,故)(x f 不是奇函数;
若)(x f 为偶函数,则)()(x f x f =-,即2x +21x a x =++,1+-+a x 此等式对R x ∈恒成立,只能是0=a .
故0=a 时,)(x f 为偶数;0≠a 时,)(x f 既不是奇函数也不是偶函数.
解法二:(从特殊考虑),1)0(+=a f 又R x ∈,故)(x f 不可能是奇函数.
若0=a ,则=)(x f 1)(2++=-x x x f ,)(x f 为偶函数;
若0≠a ,则12)(,1)(2
2++=-+=a a a f a a f ,知)()(a f a f ≠-,故)(x f 在0≠a 时,既不是奇函数又不是偶函数.
(2)当a x ≤时,43)21(1)(22+
+-=++-=a x a x x x f ,由二次函数图象及其性质知:若2
1≤a ,函数)(x f 在],(a -∞上单调递减,从而函数)(x f 在],(a -∞上的最小值为1)(2+=a a f ;若21>a ,函数)(x f 在],(a -∞上的最小值为4
3)21(=f ,且)()2
1(a f f ≤. 当a x ≥时,函数4
3)21(1)(22+-+=+-+=a x a x x x f . 若21-≤a ,函数)(x f 在),[+∞a 上的最小值为a f -=-43)21(,且)()2
1(a f f ≤-; 若2
1->a ,函数)(x f 在),[+∞a 上单调递增,从而函数函数)(x f 在),[+∞a 上的最小值为1)(2
+=a a f . 综上所述,当21-
≤a 时,函数)(x f 的最小值是a -43;当2
121≤<-a 时,函数)(x f 的最小值为12+a ;当21>a 时,函数)(x f 的最小值是43+a .
点评:1.研究函数奇偶性的关键是考察函数的定义域是否关于原点对称以及)(x f 与)(x f -是否具有相等或相反的关系;或从特殊情形去估计,再加以验证.
2.二次函数的最值解,一般借助于二次函数的图像.当对称轴与所给定义域区间的相对位置关系不确定,则需分类讨论.
3.本题根据绝对值的定义去绝对值后,变形为分段函数,分段函数的最值,有些同学概念不清,把每段函数的最小值都认为是整个函数的最小值,从而出现了一个函数有几个最小值的错误结论.
演变1:(05年上海)已知函数f(x)=kx+b 的图象与x 、y 轴分别相交于点A 、B,22+=( 、分别是与x 、y 轴正半轴同方向的单位向量), 函数g(x)=x 2-x -6.
(1)求k 、b 的值;(2)当x 满足f(x)> g(x)时,求函数)
(1)(x f x g +的最小值. 点拨与提示:由f(x)> g(x)得x 的范围,)(1)(x f x g +=252+--x x x =x+2+2
1+x -5,用不等式的知识求其最小值.
演变2:(05年北京卷)已知函数f (x )=-x 3+3x 2+9x +a .
(I )求f (x )的单调递减区间;
(II )若f (x )在区间[-2,2]上的最大值为20,求它在该区间上的最小值.
点拨与提示:本题用导数的知识求解.
问题2:三角函数、数列、解析几何中的最值问题
将问题转化为函数问题,利用求函数最值的方法求解.
例2:(05年上海)点A 、B 分别是椭圆120
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2=+y x 长轴的左、右端点,点F 是椭圆的右焦点,点P 在椭圆上,且位于x 轴上方,PF PA ⊥.
(1)求点P 的坐标;
(2)设M 是椭圆长轴AB 上的一点,M 到直线AP 的距离等于||MB ,求椭圆上的点到点M 的距离d 的最小值.
思路分析:将d 用点M 的坐标表示出来,