均值定理求最值常见问题剖析

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例2正确解法是:
正解:f(x)=x+
当且仅当,即x=时取等号
即f(x)的最小值为.
这里显然有<2.
三取等.这也是均值定理求最值的一个重要条件,如果不能取到等号,就不能称其为最值,这一点大家心里都明白,但往往在解题中被忽略,应该引起高度重视.
例3、当x>0时,求函数f(x)=x+的最小值.
错解:记x+=t,∵x>0,∴t>0(满足正数条件)
一正:指的是欲施行均值定理的两个数(代数式)必须要保证值为正,否则大小关系可能逆转.特别对于代数式的情况,正负取值比较隐蔽,不易判断时,更要多加小心.
例1、求函数f(x)=x+(x<0)的最值.
对于本题,初学者常犯以下错误:
错解:由均值定理,f(x)=x+=2
故f(x)有最小值为2.
但很明显,当x<0时,f(x)的值为负数,最小值不可能是正数!问题就出在“x<0”上.
例4、已知a=x2+y2,b=m2+n2,其中x,y,m,n均为正实数,求mx+ny的最大值.
所以,f(x)=t+≥2(定值条件也符合)
所以f(x)的最小值为2.
这种解法的错误就是忽略了等号成立的条件,由x>0,有t=x+≥2
而t+≥2等号成立的条件为t=1,矛盾.
因此本题求出的“最值”是错误的.
本题正确解法应该是在换元后,由t≥2再根据函数f(t)=t+的单调性得到最小值为
当且仅当t=2,即x=1时等号成立.
均值定理求最值常见问题剖析
四川省成都市新都一中(610500)肖宏
现行高中数学教材中,对“两个正数的算术平均数不小于几何平均数”这一结论称为“重要不等式”,又称为“均值定理”或“基本不等式”,即“若a,b∈R+,则”.利用这一定理不但可以证明有关代数式的不等关系,我们也可以用它来求一些简单函数的最值,但需要特别小心的是:用均值定理求最值必须满足“一正、二定、三取等”,任何一条不满足都可能使得所求的值不是“最值”.以下举例说明:
错解:f(x)=x+
当且仅当x=且x>0时,即x=1时取等号
此时,f(x)=2
故f(x)的最小值为wk.baidu.com.
这里错就错在使用均值定理后,乘积不是定值!
许多同学对这里的“定值”要求不甚理解,认为只要不等关系成立,而且能够取到等号,就应该是最值了。其实这又是一个很隐蔽的错误.如图分别是函数f(x)=x2和g(x)=2x-1的图像,他们相切于点(1,1),即使说当x∈R时,恒有f(x)≥g(x)且当x=1时等号成立,但f(x)的最值显然不在x=1处取得.
正解:f(x)=-(-x-)
∵x<0,故-x>0,->0
∴由均值定理,-x-=2
∴f(x)≤-2
即f(x)有最大值-2.
二定:指的是“定值”,即“如果两个正数的和为定值,则它们的积有最大值;如果两个正数的积为定值,则它们的和有最小值.”
例2、当x>0时,求函数f(x)=x+的最值.
现在有了导数,本题的解决不应该是什么问题,但许多同学还是觉得均值定理方便好用,于是出现下面的错误:
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