27.Max,min函数在高考中的应用
一.基本命题原理.
是我们在中学阶段常见的两个函数,虽未出现在课本单独的章节予以讲解,但在新教材的例题中已经见其身影.这两个函数可以与导数结合考察学生的分类讨论能力,也可在联赛中和不等式题目结合,着重考察对不等式结构的感知与把握.然而,尚有很多学生对这两类函数不知所措.特别是在九省联考后,由于命题人选用其打造了九省联考的14题,所以近两个月以来相关题目层出不穷.因此,本文针对上述现象,选择合适的题目,展示处理此类函数时的分类讨论思想和基本处理方法.
基本命题手法
在处理含函数的问题中,核心思想任然是去掉这个符号,基于问题呈现的不同方
式,我将其总结为两个具体的方面.
1.单个最值符号问题,此时我们可以通过分类讨论去掉,即:
,
所以就转化成两个大小关系的比较.
(1)之间通过代数关系作差比较大小;
(2)借助函数图像,作图后实现大小比较.利用数形结合,这也是新教材中相关例题的处
理方法
对于双重最值分类讨论去符号就变得复杂,此时可以有两个方法:
(1)借助该函数的最值性去掉该符号.
(2)探寻几何意义(切比雪夫最佳逼近)
二.典例分析
★1.利用最值性去符号
例1.以表示数集中最大的数.设,已知或,则
的最小值为_________.
解析:设,,则①,②,③,所以由②+③可得④,由①+④可得:⑤,当时,代入⑤可得:.当且仅当取到.由①+④得,当时,,当且仅当
解得时,等号成立.综上.故的最小值为.
例2.(2021四川预赛)设,,则的最小值为_____..
解析:,故,当且仅当取到.
注.此题中,要使用函数的基本定义,即最大值或最小值来去掉符号转化为普通的不等式求值.
例3.以表示数集中最大(小)的数.设,已知,则________
解析:由,得,设,则,由,
当且仅当时,取等号,所以.
例4.定义,对于任意实数,则的值是(????)
A. B. C. D.
解析:设,则,得,设,则,
令,,所以函数在上单调递减,在上单调递增,故,即,得,
所以,得,即.故选:A
★2.分类讨论取符号
例5.已知,定义:,设.若函数有两个零点,则实数的取值范围是(????)
A. B. C. D.
解析:令函数,显然函数在上单调递增,
而,则当时,,当时,,
于是函数,则,令函数,由,得,因此函数的零点,即函数的图象与直线交点的横坐标,当,恒有,在同一坐标系内作出直线与函数的图象,如图1,??观察图象知,当,即时,直线与函数的图象只有一个交点.
如图2,直线过点,它与的图象交于两点,当时,,
??
图1图2
当,即时,直线与函数的图象只有一个交点,
当,即时,直线与函数的图象有两个交点,所以函数有两个零点,实数的取值范围是.故选:A
例6.(2015高考数学新课标1理科)已知函数
(1)当为何值时,轴为曲线的切线;
(2)用表示中的最小值,设函数,讨论零点的个数.
解析:(1)设曲线与轴相切于点,则,,即,解得.因此,当时,轴是曲线的切线.
(2)当时,,从而,
∴在无零点.
当=1时,若,则,,故=1是的零点;若,则,,故=1不是的零点.
当时,,所以只需考虑在的零点个数.
(ⅰ)若或,则在无零点,故在单调,而,,所以当时,在(0,1)有一个零点;当0时,在无零点.
(ⅱ)若,则在(0,)单调递减,在(,1)单调递增,故当=时,取的最小值,最小值为=.
①若,即<,(凌晨讲数学)在无零点.
②若=0,即,则在有唯一零点;
③若<0,即,由于,,所以当时,在有两个零点;当时,在有一个零点.综上,当或时,由一个零点;当或时,有两个零点;当时,有三个零点.
例7.记实数的最小数为,若,则函数的最大值为__________.
解析:依题意,画出符合题意的函数图象,由图可知,当取到最大值时满足,解得,故的最大值为.故答案为:.
例8.用表示中的最小数.已知函数,则的最大值为(????)
A. B. C. D.ln2
解析:∵,∴,根据导数易知在上单调递增,在上单调递减;由题意令,即,解得;作出图象:
??
则的最大值为两函数图象交点处函数值为.故选:C.
三.习题演练
1.已知函数(),.记表示中的最小者,设函数(),若关于的方程有3个不同的实数根,则实数的取值范围为_________.
解析:当时,,则,则在上没有实数解;当时,,若,则,,则不是的实数解,若,则,因此,则是的实数解;(凌晨讲数学)当时,,则只需讨论在区间的实数解的个数,由,得,即问题等价于与图象的交点个数,由于,在区间上单调递减,在区间上单调递增,结合在区间上的图象知,当时,有3个实数解,所以实数的取值范围为.故答案为:
2.以表示数集中最大的数.设,已知或,则的最小值为_________.
解析:令其中,所以,若,则,故,令,
因此,故,则,