方法一:利用單調(diào)性求最值
學習導數(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),凡是由幾個或多個基本初等函數(shù)加減乘除而得到的新函數(shù)都可以用導數(shù)作為工具討論函數(shù)單調(diào)性,這需要熟練掌握求導公式及求導法則,以及函數(shù)單調(diào)性與導函數(shù)符號之間的關(guān)系,還有利用導數(shù)如何求得函數(shù)的極值與最值。
例1已知函數(shù),當x∈[-2,2]時,函數(shù)f(x)的圖象總在直線y=a-e2的上方,求實數(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],原問題等價于a下面利用導數(shù)討論g(x)的最小值,求導可得g'(x)=x(1-ex)。
當x∈[-2,0]時,g'(x)≤0,從而g(x)在[-2,0]上單調(diào)遞減;
當x∈(0,2]時,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)
評注:本題是求參數(shù)的取值范圍問題,利用等價轉(zhuǎn)化的可化為不等式恒成立問題,進而化為最值問題,再借助于導數(shù)討論函數(shù)的單調(diào)性求出的最值。其實高中階段接觸到的最值問題大都可以運用單調(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)最值問題時通常十分便捷,在解題時務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,當且僅當,即時取等號。
故當時,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,當且僅當x∈[3,4]時,等號成立。
所以f(x)min=1,因此的a取值范圍是a∈[1,+∞]。
評注: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分母中發(fā)現(xiàn)“名堂”,一個分母是,另一個分母是,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,即便不是“1”也可類似處理,只是式子前面要多乘一個系數(shù)。例4采用了絕對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)系進行“數(shù)”與“形”的信息轉(zhuǎn)換,把代數(shù)的問題等價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(x,y)在圓(x-3)2+(y-3)2=6上,那么表示該點與原點連線的斜率.由于圓位于第一象限,若過原點作圓的兩切線OA、OB(A,B為切點),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。