如何解答初中数学代数最值问题
2022-05-30孟小娟
孟小娟
求代数式的最大值及最小值问题是初中数学的一个重难点知识,也是各类考试中的热门问题.这类问题涉及的知识点多,覆盖面广,解题的技巧性强,许多同学在求解时常常感到束手无策.对此,笔者归纳了几种最值问题的常用解法,以期对同学们的学习有所帮助.
一、利用配方法
配方法是求解代数最值问题的一种常用方法.它是指先将已知或所求目标代数式配成完全平方式加常数项的形式,或几个完全平方式之和的形式,然后利用完全平方的非负性顺利地求出其最值.灵活运用完全平方公式(a+b)2=a2+2ab+b2可得到各種基本配方形式.
例1 我们知道代数式x2+2x+5的值会因x 的取值不同而“变化”.尽管如此,我们可以将它变形为完全平方再加上一个常数项,来求这个代数式的最小值,这种方法,我们称之为配方法.例如:代数式x2+2x+5 可变形为(x+1)2+4 因为(x+1)2≥0 ,所以当 x=-1 时, x2+2x+5有最小值4.又如代数式/2x-2x-6=1/2(2-4x+ 4)-8=1/2(x-2)2-8,有最小值-8.
分析:(1)先把给出的式子化成完全平方的形式,再根据非负数的性质即可得出答案;
(2)配方后即可确定最小值;(3)利用分组分解的思想配方即可解答问题.
解:
评注:本题考查了因式分解以及非负数的性质的应用.解题的关键是把题目给出的式子化成完全平方的形式,利用配方法确定最值.
二、运用函数法
函数法是指在解答代数最值问题时,根据题目结构特点,将问题中的代数式转化为函数形式,再借助函数性质及相关知识点求出最值.初中阶段的重点函数是一次函数与二次函数,在利用函数的单调性求最值时,要先引入变量,列出函数关系式,并注意求出自变量的取值范围及区间范围对最值的影响.
例2 已知a,b,c为非负数,且满足a+b+c=40,3a+b-c=60,则 5a-3b+9c的最大值为().
A.260 B.240 C.210D.180
分析:
解:
评注:对于一次函数y=kx+b(k≠0),当 k>0时,为增函数,随x的增大而增大;当k<0 时,为减函数,随x的增大而减 0.当x在某个限定范围内时,既有最大值,也最小值.
三、采用判别式法
判别式法是解答数学题的一种常用方法.它不仅能直接用于判定一元二次方程的根的情况,还可以根据一元二次方程根的情况确定方程中参数的取值范围.利用判别式法求最值,需先将所求最值的代数式转化为关于某个未知数的一元二次方程,再利用方程有实根,其判别式为非负数的原理来间接求得最值.
例3 已知m,n为实数,且㎡+mn+n=1, 则㎡-mn+n的最小值为
解:
例4
评注:在求最值问题时,若能结合题目的结构特征,通过巧设辅助元构建一元二次方程,再利用判别式求解,则可以达到化繁为简、化难为易的效果.
总之,解答代数最值问题的方法灵活多样,同学们在平时的学习中既要扎实掌握基础知识,又要注意勤练、多思,多方探索最值问题的解题途径,总结出行之有效的解题方法和技巧.