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高中數(shù)學:利用均值不等式求最值的方法

 昵稱47813312 2019-07-31

均值不等式當且僅當ab時等號成立)是一個重要的不等式,,利用它可以求解函數(shù)最值問題,。對于有些題目,可以直接利用公式求解,。但是有些題目必須進行必要的變形才能利用均值不等式求解,。

 
一、配湊
1. 湊系數(shù)
1. 時,,求的最大值,。
解析:由知,,,利用均值不等式求最值,,必須和為定值或積為定值,此題為兩個式子積的形式,,但其和不是定值,。注意到為定值,故只需將湊上一個系數(shù)即可,。
當且僅當,,即x2時取等號。
所以當x2時,,的最大值為8,。
小結:本題無法直接運用均值不等式求解,但湊系數(shù)后可得到和為定值,,從而可利用均值不等式求最大值,。
2. 湊項
2. 已知,求函數(shù)的最大值,。
解析:由題意知,,首先要調整符號,又不是定值,,故需對進行湊項才能得到定值,。
當且僅當,即時等號成立。
小結:本題需要調整項的符號,,又要配湊項的系數(shù),,使其積為定值。
3. 分離
3. 的值域,。
解析:本題看似無法運用均值不等式,,不妨將分子配方湊出含有(x1)的項,再將其分離,。
,,即
(當且僅當x1時取“=”號)。
,,即
(當且僅當x=-3時取“=”號),。
 的值域為
小結:分式函數(shù)求最值,,通?;?/span>g(x)恒正或恒負的形式,,然后運用均值不等式來求最值,。
二、整體代換
4. 已知,,求的最小值,。
解法1:不妨將乘以1,而1a2b代換,。
當且僅當時取等號,,由
時,的最小值為,。
解法2:將分子中的1代換,。

小結:本題巧妙運用“1”的代換,得到,,而的積為定值,,即可用均值不等式求得的最小值。
三,、換元
5. 求函數(shù)的最大值,。
解析:變量代換,令,,則
t0時,,y0
時,
當且僅當,,即時取等號,。
,。
小結:本題通過換元法使問題得到了簡化,而且將問題轉化為熟悉的分式型函數(shù)的求最值問題,,從而為構造積為定值創(chuàng)造有利條件。
四,、取平方
6. 求函數(shù)的最大值,。
解析:注意到的和為定值。
,,所以
當且僅當,,即時取等號。
,。
小結:本題將解析式兩邊平方構造出“和為定值”,,為利用均值不等式創(chuàng)造了條件。
總之,,我們利用均值不等式求最值時,,一定要注意“一正二定三相等”,同時還要注意一些變形技巧,,積極創(chuàng)造條件利用均值不等式,。

▍ 來源:綜合網絡

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