初中数学常见8种最值问题(供参考)
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最值问题,也就是最大值和最小值问题。它是初中数学竞赛中的常见问题。这类问题出现的试题,内容丰富,知识点多,涉及面广,解法灵活多样,而且具有一定的难度。本文以例介绍一些常见的求解方法,供读者参考。
一. 配方法
例1. (2005年全国初中数学联赛武汉CASIO杯选拔赛)
可取得的最小值为_________。
解:原式
由此可知,当时,有最小值。
二. 设参数法
例2. (《中等数学》奥林匹克训练题)已知实数满足。则
的最大值为________。
解:设,易知
由,得
从而,
由此可知,是关于t的方程的两个实根。
于是,有
解得。故的最大值为2。
例3. (2004年全国初中联赛武汉选拔赛)若,则
可取得的最小值为()
A. 3
B.
C.
D. 6
解:设,则
从而可知,当时,取得最小值。故选(B)。
三. 选主元法
例4. (2004年全国初中数学竞赛)实数满足
。则z的最大值是________。
解:由得。
代入消去y并整理成以为主元的二次方程
,由x为实数,则判别式。
即,
整理得
解得。
所以,z的最大值是。
四. 夹逼法
例5. (2003年北京市初二数学竞赛复赛)是非负实数,并且满足
。设,记为m的最小值,y为m的最大值。则__________。
解:由得
解得
由是非负实数,得
从而,解得。
又,
故
于是,
因此,
五. 构造方程法
例6. (2000年山东省初中数学竞赛)已知矩形A的边长为a和b,如果总有另一矩形B使得矩形B与矩形A的周长之比与面积之比都等于k,试求k的最小值。解:设矩形B的边长为x和y,由题设可得。
从而x和y可以看作是关于t的一元二次方程的两个实数根,则
因为,
所以,
解得
所以k的最小值是
四. 由某字母所取的最值确定代数式的最值
例7. (2006年全国初中数学竞赛)已知为整数,且
。若,则的最大值为_________。
解:由得,代入得。
而由和可知的整数。
所以,当时,取得最大值,为。
七. 借助几何图形法
例8. (2004年四川省初中数学联赛)函数的最小值是________。
解:显然,若,则。因而,当取最小值时,必然有。如图1,作线段AB=4,,且AC=1,BD=2。对于AB上的任一点O,令OA=x,则
。
那么,问题转化为在AB上求一点O,使OC+OD最小。
图1
设点C关于AB的对称点为E,则DE与AB的交点即为点O,此时,
。作EF//AB与DB的延长线交于F。
在中,
易知,
所以,。
因此,函数的最小值为5。
八. 比较法
例9. (2002年全国初中数学竞赛)某项工程,如果有甲、乙两队承包天完成,需付180000元;由乙、丙两队承包天完成,需付150000元;由甲、丙两队承包天完成,需付160000元。现在工程由一个队单独承包,在保证一周完成的前提下,哪个队承包费用最少?
解:设甲、乙、丙单独承包各需天完成,则
解得
又设甲、乙、丙单独工作一天,各需付元,则
解得
于是,由甲队单独承包,费用是(元);由乙队单独承包,费用是(元);而丙队不能在一周内完成,经过比较得知,乙队承包费用最少。