2012高中數(shù)學(xué)知識點之閉區(qū)間上二次函數(shù)的最值問題

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)



【讀者按】距離2012年高考還有一段的時間,留給考生朋友們的時間也是有越來越緊迫了。所以利用有限的時間盡可能的提高分數(shù)是當(dāng)務(wù)之急,下邊小編為大家總結(jié)數(shù)學(xué)知識點相關(guān)內(nèi)容希望對大家有所幫助。

二次函數(shù)問題是近幾年高考的熱點,很受命題者的青睞,二次函數(shù)在閉區(qū)間上的最值問題是二次函數(shù)的重要題型之一。本代系統(tǒng)歸納這種問題的常見類型及解題策略。

一、正向型

是指已知二次函數(shù)和定義域區(qū)間,求其最值。對稱軸與定義域區(qū)間的相互位置關(guān)系的討論往往成為解決這類問題的關(guān)鍵。此類問題包括以下四種情形:(1)軸定,區(qū)間定;(2)軸定,區(qū)間變;(3)軸變,區(qū)間定;(4)軸變,區(qū)間變。

1. 軸定區(qū)間定

例1. (2002年上海)已知函數(shù) ,當(dāng) 時,求函數(shù)f(x)的最大值與最小值。

解析: 時,

所以 時, 時,

2. 軸定區(qū)間動

例2. (2002年全國)設(shè)a為實數(shù),函數(shù) ,求f(x)的最小值。

解析:

(1)當(dāng) 時,

①若 ,則 ;

②若 ,則

(2)當(dāng) 時,

①若 ,則 ;

②若 ,則

綜上所述,當(dāng) 時, ;當(dāng) 時, ;當(dāng) 時, 。

3. 軸動區(qū)間定

例3. 求函數(shù) 在區(qū)間 上的最小值。

解析:

(1)當(dāng) ,即 時, ;

(2)當(dāng) ,即 時, ;

(3)當(dāng) ,即 時, 。

綜上,

評注:已知 ,按對稱軸與定義域區(qū)間的位置關(guān)系,由數(shù)形結(jié)合可得 在 上的最大值或最小值。

4. 軸變區(qū)間變

例4. 已知 ,求 的最小值。

解析:將 代入u中,得

① ,即 時,

② ,即 時,

所以

二、逆向型

是指已知二次函數(shù)在某區(qū)間上的最值,求函數(shù)或區(qū)間中的參數(shù)值。

例5. 已知函數(shù) 在區(qū)間 上的最大值為4,求實數(shù)a的值。

解析:

(1)若 ,不合題意。

(2)若 ,則

由 ,得

(3)若 時,則

由 ,得

綜上知 或

例6. 已知函數(shù) 在區(qū)間 上的值域是 ,求m,n的值。

解析1:討論對稱軸 中1與 的位置關(guān)系。

①若 ,則

解得

②若 ,則 ,無解

③若 ,則 ,無解

④若 ,則 ,無解

綜上,

解析2:由 ,知 ,則 ,f(x)在 上遞增。

所以

解得

評注:解法2利用閉區(qū)間上的最值不超過整個定義域上的最值,縮小了m,n的取值范圍,避開了繁難的分類討論,解題過程簡潔、明了。

例7. 已知二次函數(shù) 在區(qū)間 上的最大值為3,求實數(shù)a的值。

分析:這是一個逆向最值問題,若從求最值入手,需分 與 兩大類五種情形討論,過程繁瑣不堪。若注意到 的最值總是在閉區(qū)間的端點或拋物線的頂點處取到,因此先計算這些點的函數(shù)值,再檢驗其真假,過程簡明。

解:(1)令 ,得

此時拋物線開口向下,對稱軸為 ,且

故 不合題意;

(2)令 ,得 ,此時拋物線開口向上,閉區(qū)間的右端點距離對稱軸遠些,故 符合題意;

(3)若 ,得 ,經(jīng)檢驗,符合題意。

綜上, 或

評注:本題利用特殊值檢驗法,先計算特殊點(閉區(qū)間的端點、拋物線的頂點)的函數(shù)值,再檢驗其真假,思路明了、過程簡潔,是解決逆向型閉區(qū)間二次函數(shù)最值問題的一種有效方法。

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