高考函数最值问题研究毕业论文

最值问题是高中数学中永恒的话题，可综合地考查函数的性质、导数、均值不等式、线性规划、向量等知识的应用；涉及到代数、三角、几何等方面的内容；体现数学中的数形结合、分类讨论、转化与化归、函数与方程等思想与方法，并能综合考查学生的数学思维能力、分析和解决问题的能力，是历届高考中的焦点、热点、难点.本文就近几年高考中的常见类型略作探讨，难免有不当之处，权作抛砖引玉. 中国论文网 /9/一、代数问题一般通过考察常见函数的单调性，或者能够利用导数问题研究其单调性，在定义域内求最值，或者通过方程思想，得到不等式再求最值.【例1】（2008·江西·第9题）若02，=，==2.评注：求在有限闭区间上的二次函数的最值问题，关键抓住两点：①二次函数图像的开口方向；②二次函数图像的对称轴与所给闭区间的相对位置关系.此类型最值必然在区间端点或图像顶点处取得.【例3】（2005·全国卷Ⅱ·文21题改编）设a为实数，函数，求的最值.解析：令=3x2-2x-1=0得=-，=1∵，≥0，∴函数在上是增函数，∴==a+显然不存在最小值.与本题类似，2008全国卷I第19题、全国卷Ⅱ第22题（文）都出现了与导数有关的判断函数单调性的问题.评注：导数知识放在高中阶段学习，为高中数学增添了许多亮点，同时也为高考数学的考查方向和难度提供了许多有利的条件.【例4】已知，，求的最小值.解法1：==5+≥5+=9（当且仅当且x+y=1，即时取“=”号）∴的最小值等于9.说明：此法符合均值不等式的条件“一正二定三相等”.解法2：∵x+y=1，令，（）∴====≥=9说明：此解法运用了三角换元，最后又运用了重要不等式，与法1实质相同.解法3：利用柯西不等式==≥==9说明：实质上令，，是的应用.解法4：令=t，由，消去y可得：转化为上述方程在内有解，故有，可得到t≥9.所以最小值等于9.说明：本解法体现了转化思想、方程思想.评注：对本题的四种解法中，我们可看到解法1、解法2是较为简洁的.我们提倡一题多解，善于发现、总结，从中找出最优解法，逐步提高分析问题、解决问题的能力.二、三角函数问题三角函数作为一种重要的函数，也是高考考查的重点.三角函数常借助三角函数的有界性或利用换元转化为代数的最值问题.【例5】（2008·全国卷Ⅱ·第8题）若动直线与函数与的图像分别相交于M、N两点，则的最大值为（ ）. B. C. 分析：画图像，数形结合是很难得到答案的.易得，，则，利用正弦函数的有界性易知最大值为.【例6】（2004全国卷）求函数的最大值.解析：，而，∴评注：令，则，这样转化为区间或其子集上的二次函数的值域问题.类似的结构还有：，，等.【例7】（2008重庆·第10题）函数的值域为（ ）.A. B. C. D.分析：观察式子结构，若化为∵，∴但最小值不能直接观察出.因为分子取最小值时，分母取不到最小正数.变形为另一种形式：，观察结构，再配凑，会发现什么？令，，问题转化为求的最值问题，数形结合，易知的范围是[]，从而选B.可见向量作为工具的重要应用，应多观察、联想、对比、发现，从中寻找解决问题的最佳途径.上述介绍的数学思想与方法是根据近几年部分高考试题总结的，也是最值求解问题中最常用的，只要在平时注意归纳，加强训练，就能够熟练运用.但没有任何一种方法能够“包打天下”，因此在具体实施时，还需要注意解题方法的选择，及各种思想方法的综合使用，实现优势互补，这样才能够“游刃有余”.

教学过程： 一、复习引入：上一节课，我们主要学习了有关增长率的数学模型，这种模型在有关产量、产值、粮食、人口等等增长问题常被用到.这一节，我们学习有关物理问题的数学模型二、新授内容：例1（课本第86页 例2）设海拔 x m处的大气压强是 y Pa，y与 x 之间的函数关系式是 ，其中 c，k为常量，已知某地某天在海平面的大气压为Pa，1000 m高空的大气压为Pa，求：600 m高空的大气压强（结果保留3个有效数字）解：将 x = 0 , y =；x = 1000 , y =，代入 得： 将 (1) 代入 (2) 得： 计算得： ∴ 将 x = 600 代入, 得： 计算得：＝×105(Pa)答：在600 m高空的大气压约为×105Pa.说明：（1）此题利用数学模型解决物理问题；（2）需由已知条件先确定函数式；（3）此题实质为已知自变量的值，求对应的函数值的数学问题；（4）此题要求学生能借助计算器进行比较复杂的运算.例2在测量某物理量的过程中，因仪器和观察的误差，使得n次测量分别得到,,……, 共n个数据，我们规定所测量的物理量的“最佳近似值”a是这样一个量：与其他近似值比较a与各数据差的平方和最小.依次规定，从,,……, 推出的a=________.(1994年全国高考试题)分析：此题应排除物理因素的干扰，抓准题中的数量关系，将问题转化为函数求最值问题.解：由题意可知，所求a应使y=(a-)+(a-)+…+(a-) 最小由于y=na-2(++…+)a+(++…+)若把a看作自变量，则y是关于a的二次函数，于是问题转化为求二次函数的最小值.因为n＞0,二次函数f(a)图象开口方向向上.当a= (++…+)，y有最小值.所以a= (++…+)即为所求.说明：此题在高考中是具有导向意义的试题，它以物理知识和简单数学知识为基础，并以物理学科中的统计问题为背景，给出一个新的定义，要求学生读懂题目，抽象其中的数量关系，将文字语言转化为符号语言，即y=(a-)+(a-)+…+(a-)，然后运用函数的思想、方法去解决问题，解题关键是将函数式化成以a为自变量的二次函数形式，这是函数思想在解决实际问题中的应用.例3某种放射性元素的原子数N随时间t的变化规律是N=,其中，λ是正的常数.（1）说明函数是增函数还是减函数；（2）把t表示成原子数N的函数；（3）求当N=时，t的值.解：（1）由于＞0,λ＞0，函数N=是属于指数函数y=类型的，所以它是减函数，即原子数N的值随时间t的增大而减少（2）将N=写成=根据对数的定义有-λt=ln所以t=- (lnN-ln)= (ln-lnN) (3)把N=代入t= (ln-lnN)得t= (ln-ln)= (ln-ln+ln2)= ln2.三、练习：1．如图，已知⊙O的半径为R，由直径AB的端点B作圆的切线，从圆周上任一点P引该切线的垂线，垂足为M，连AP设AP=x⑴写出AP+2PM关于x的函数关系式 ⑵求此函数的最值解：⑴过P作PD^AB于D，连PB 设AD=a则 ∴ ⑵当时 当时2．距离船只A的正北方向100海里处有一船只B，以每小时20海里的速度，沿北偏西60°角的方向行驶，A船只以每小时15海里的速度向正北方向行驶，两船同时出发，问几小时后两船相 距最近？解：设t小时后A行驶到点C，B行驶到点D，则BD=20 BC=100-15t过D作DE^BC于E DE=BDsin60°=10t BE=BDcos60°=10t∴EC=BC+BE=100-5t CD==∴t=时CD最小，最小值为200，即两船行驶小时相距最近3．一根均匀的轻质弹簧，已知在600N的拉力范围内，其长度与所受拉力成一次函数关系，现测得当它在100N的拉力作用下，长度为,在300N拉力作用下长度为，那么弹簧在不受拉力作用时，其自然长度是多少？解：设拉力是 x N (0≤x≤600) 时，弹簧的长度为 y m 设：y = k x + b 由题设： ∴所求函数关系是：y = x + ∴当 x = 0时，y = , 即不受拉力作用时，弹簧自然长度为 m四、小结：通过本节学习，进一步熟悉数学建模的方法，能运用数学模型解决一定的关于物理的实际问题，提高解决数学应用题的应变能力.五、课后作业：要使火车安全行驶，按规定，铁道转弯处的圆弧半径不允许小于600m如果某段铁路两端相距156m，弧所对的圆心角小于180o,试确定圆弧弓形的高所允许的取值范围分析：以弓形的高x为自变量，半径R为孙函数，求出R关于x的函数关系式 解：如图，设圆弧的半径OA=OB=Rm,圆弧弓形的高CD=xm,在RtΔBOD中，DB=78，OD=R-x则∴依题意 R≥600 即 ≥600 ∴≥0 解得 ≤ 或 ≥(不合题意) 答：圆弧弓形的高的允许值范围是（0，）. 六、板书设计（略）