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  • 函数的最大值和最小值

    日期:2003-09-22  地址:  作者:
      

    例1.设x是正实数,求函数的最小值。

    解:先估计y的下界。

    又当x=1时,y=5,所以y的最小值为5。

    说明 本题是利用“配方法”先求出y的下界,然后再“举例”说明这个下界是可以限到的。“举例”是必不可少的,否则就不一定对了。例如,本题我们也可以这样估计:

    y是取不到-7的。即-7不能作为y的最小值。

    例2. 求函数的最大值和最小值。

    解 去分母、整理得:(2y-1)x2+2(y+1)x+(y+3)=0.

    时,这是一个关于x的二次方程,因为xy均为实数,所以

    D=[2(y+1)]2-4(2y-1)(y+3)³0, y2+3y--4£0,

    所以  -4£y£1

    又当时,y=-4;x=-2时,y=1.所以ymin=-4,ymax=1.

    说明  本题求是最值的方法叫做判别式法。

    例3.求函数xÎ[0,1]的最大值

    解:设,则x=t2-1

    y= -2(t2-1)+5t= -2t2+5t+1

    原函数当t=时取最大值

    例4求函数的最小值和最大值

    解:令x-1=t ()

    ymin=

    例5.已知实数x,y满足1£x2+y2£4,求f(x)=x2+xy+y2的最小值和最大值

    解:∵

    又当f(x,y)=6,故f(x,y)max=6

    又因为

    又当f(x,y)=,故f(x,y)min=

    例6.求函数的最大值和最小值

    解:原函数即

    (0<t£1) 则y=5t2-t+1

    ∴当x=±3时,函数有最小值,当x=0时,函数取最大值5

    例7.求函数的最大值

    解:设,则

    f(x)=

    由于 0£a<1,故f(x,又当x= (k为整数)时f(x)= ,

    f(x)max=

    例8.求函数的最大值

    解:原函数即

    在直角坐标系中,设点P(x,x2),A(3,2),B(0,1),则

    f(x)=|PA|-|PB|£|AB|=

    又当时,f(x)=

    f max (x) =

    例9.设a是实数,求二次函数y=x2-4ax+5a2-3a的最小值m,当0£a2-4a-2£10中变动时,求m的最大值

    解:y=x2-4ax+5a2-3a=(x-2a)2+a2-3a

    由0£a2-4a-2£10解得:£a£6

    故当a=6时,m取最大值18

    例10.已知函数f(x)=log2(x+1),并且当点(x,y)在y=f(x)的图象上运动时,点y=g(x)的图象上运动,求函数p(x)=g(x)-f(x)的最大值。

    解 因为点(x,y)在y=f(x)的图象上,所以y=log2(x+1)。点y=g(x)的图象上,所以

    , 则

    ,即时,,所以

    从而

    例11.已知函数的最小值是2,最大值是6,求实数ab的值。

    解:将原函数去分母,并整理得(a-y)x2+bx+(6-2y)=0.

    y=a,即y是常数,就不可能有最小值2和最大值6了,所以y ¹a。于是

    D=b2-4(a-y)(6-2y)³0,所以y2-(a+3)y+3a-£0.

    由题设,y的最小值为2,最大值为6,所以(y-2)(y-6)£0, 即 y2-8y+12£0.

    由(1)、(2)得  解得:

    例12.求函数 的最小值和最大值。

    解 先求定义域。由  最6£x£8.

    xÎ[6,8],且x增加时,增大,而减小,于是f(x)是随着x的增加而减小,即f(x)在区间[6,8]上是减函数。所以

    fmax(x)=f(8)=0, fmin(x)=f(6)=0

    例13.设x,y,z是3个不全为零的实数,求的最大值

    分析:欲求的最大值,只须找一个最小常数k,使得xy+2yz£k(x2+y2+z2)

    x2+ay2³2xy (1-a)y2+z2³2yz

    x2+y2+z2³2xy+2yz

    令2=,则a=

    解:∵

    又当x=1,y=z=2时,上面不等号成立,从而的最大值为

    例14.设函数f:(0,1)®R定义为f(x)在区间上的最大值

    解:(1)若xÎx是无理数,则

    f(x)=x<

    (2) 若xÎx是有理数,设,其中(p,q)=1,0<p<q,由于

    63q+9£64q-8,∴q³17

    因此

    f(x)在区间上的最大值

    作业:

    1.若3x2+2y2=2x,求x2+y2的最大值

    2.设x,y是实数,且u=x+y的最小值

    3.已知x1,x2是方程x2-(k-2)x+k2+3k+5=0 (kÎR)的两个实数根,求x12+x22的最大值和最小值

    4.求函数的最小值

    摘自数学教育之窗


    Tags:最小 最大 函数
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