1、1举一反三 一题九解含二元未知量的最大值、最小值问题是近年全国高考经常考查的重要内容,在全国各地的高考试卷中出现的频率都较高.本文就 2013 年天津市高考中的一道填空题进行研究,发现本题的知识点考查全面,方法很多,并有一定的计算量,技巧性很强,能覆盖许多章节知识点.下面笔者对这道高考试题进行剖析,供大家参考. 【高考原题】 设 ab2,b0,则当 a_时,取得最小值 解法一 分析 通过探求命题的出发点,发现可将 1 用 代换后构造不等式求解. 解 a+b=2, 1= , + = + = + + +2 1- = ,当且仅当 a0,又 a0, b2,b=2-a. 当 0 f(a)= + = +
2、= + = + = + + 2 + = ,当且仅当 = ,即 a= 时等号成立. 故当 a= 时,f(a)min= . 当 a0,又 a0, b2,a=2-b. 当 00,f(b)= + = + = + -1= + -1= + -1= + + 2 + = ,当且仅当 = ,即 b= 时等号成立. 故当 b= 时,f(b)min= . 当 b2 时,a=2-b0, 1-t0,得 t2 时,令 b=,得 a=2-. f()= +cos2=+cos2=+cos2-2 ,当且仅当=cos2,即a=-2 时,等号成立. 4综上,当 a=-2 时,取得最小值. 点评 这种解法是先利用三角换元法换元,然后化
3、简为关于自变量 的函数表达式,最后利用“1”的代换即 sin2+cos2=1 和基本不等式知识求出最值. 解法六 分析 考虑到 b0,发现与同号,可利用绝对值的重要性质求解. 解 b0, 与同号,于是 2,当且仅当 a=-2 时,等号成立. 因此,当 a=-2 时,+取得最小值. 点评 此种解法注意到绝对值等式的一个重要性质,即当 ab0 时,|a|+|b|=|a+b|,简化了运算,快速得出正确结论. 解法七 分析 由于条件是含 a,b 的二元方程,求含绝对值的式子的最小值,可以先利用均值换元,然后转化为关于一个元的式子,结合导数知识求解. 解 a+b=2,b0,又 a0, b2,b=2-a.
4、 当 0 f (a)=- . 令 f (a)=0,得 a=.当 a(0, )时,f (a)0. 故当 a=时,f(a)min=. 当 a0,又 a0, b2,a=2-b. 当 00,则 f(b)=, f (b)=,令 f (b)=0,得 b=. 当 b(0, )时,f (b)0. 故当 b=时,f(b)min= . 当 b2 时,a=2-b0. 故当 b=4 时,f(b)min=,此时 a=2-b=-2. 综上,当 a=-2 时, + 取得最小值 . 点评 这种解法是先讨论 b 的取值范围,然后化简为关于自变量 b 的函数表达式,最后利用导数知识求出最值. 解法九 6分析 数形结合是重要的解题思想,根据题意化简后作出函数的图形,从图形直观地求解. 解 b0, 与 同号,于是 作出函数的图象如右图所示, 当且仅当 a=-2 时, + 取得最小值 . 点评 此种解法先变形化简后作出图象,可以很直观地得出答案,缺点是学生考试时难直接绘出该函数的图象,不过如果化简后函数比较简单,用这种方法解题则快捷准确. 以上专门对这道高考填空题进行了一题多解,从不同的思维角度展开分析,进行了详细的解答和必要的点评.类似的这种题还很多,同学们可以从中举一反三,总结知识点和解题规律与方法.(编辑 孙世奇)