内容正文:
第二篇 函数、导数及其应用
(必修1、选修1-2)
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小专题串方法(一) 求最值常用的方法
最值是高中数学中广泛存在的一类问题,也是高考的热点问题,下面介绍求最值的常用方法.
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函数方法
类型1.利用已知函数性质
(2017内蒙古包头二模)函数y=cos 2x+2cos x的最小值是________.
思路点拨:利用余弦倍角公式和换元法转化为二次函数在闭区间上的最值.
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解析:y=cos 2x+2cos x=2cos2x+2cos x-1
=2(cos x+eq \f(1,2))2-eq \f(3,2)≥-eq \f(3,2),
当且仅当cos x=-eq \f(1,2)时取得最小值.
答案:-eq \f(3,2)
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【方法总结】 根据已知函数解析式,直接利用已知的基本初等函数的性质(最值、单调性、奇偶性等)是函数方法的主要类型之一.
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类型2.建立函数模型
在△ABC中,点D满足eq \o(BD,\s\up16(→))=eq \f(3,4)
eq \o(BC,\s\up16(→)),当E点在线段AD上移动时,若eq \o(AE,\s\up16(→))=λeq \o(AB,\s\up16(→))+μeq \o(AC,\s\up16(→)),则t=(λ-1)2+μ2的最小值是( )
(A)eq \f(3\r(10),10)
(B)eq \f(\r(82),4)
(C)eq \f(9,10)
(D)eq \f(41,8)
思路点拨:根据E点在线段AD上移动,利用共线向量定理设出变量x,建立求解目标关于x的函数关系后利用函数性质求解.
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解析:设eq \o(AE,\s\up16(→))=xeq \o(AD,\s\up16(→))(0≤x≤1),
因为eq \o(AD,\s\up16(→))=eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))=eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \f(3,4)
eq \o(BC,\s\up16(→))
=eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \f(3,4)(eq \o(AC,\s\up16(→))-eq \o(AB,\s\up16(→)))=eq \f(1,4)
eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \f(3,4)
eq \o(AC,\s\up16(→)),
所以eq \o(AE,\s\up16(→))=eq \f(1,4)xeq \o(AB,\s\up16(→))+eq \f(3,4)xeq \o(AC,\s\up16(→)),
又eq \o(AE,\s\up16(→))=λeq \o(AB,\s\up16(→))+μeq \o(AC,\s\up16(→)),且eq \o(AB,\s\up16(→)),eq \o(AC,\s\up16(→))不共线,
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所以λ=eq \f(1,4)x,μ=eq \f(3,4)x,
所以t=(λ-1)2+μ2=(eq \f(1,4)x-1)2+(eq \f(3,4)x)2
=eq \f(1,8)(5x2-4x+8),
上述二次函数在x=eq \f(2,5)时取得最小值eq \f(9,10).故选C.
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【方法总结】 很多最值问题需要先建立函数模型,然后再使用函数性质求解.建立函数模型的关键是找到一个变量,利用该变量表达求解目标,变量可以是实数,也可以是一个角度(如果使用弧度制实际上也可以看作一个实数),还可以是一个变量不等式等,建立函数模型需要注意建立的函数模型的定义域.
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等式法
类型1.建立求解目标的不等式
(2017江西模拟)某空间几何体的三视图如图所示,则此几何体的体积( )
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(A)有最小值2
(B)有最大值2
(C)有最大值6
(D)有最大值4
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思路点拨:首先根据三视图确定几何体的结构特征和数量特征,合理利用参数表示该几何体的体积,最后根据目标函数解析式的结构特征确定最值.
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解析:由三视图可知,该几何体是一个三棱锥,如图所示,其中侧面PAC⊥底面ABC,且侧面PAC是一个高为3、底边长为2x的等腰三角形;底面也是一个等腰三角形,腰长为2.取AC的中点O,连接PO,BO,则PO⊥平面ABC,BO⊥AC.
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解法一:(利用已知参数)易知BO=eq \r(BC2-x2)=eq \r(4-x2)(0<x<2),
所以S△ABC=eq \f(1,2)AC×OB=eq \f(1,2)×2x×eq \r(4-x2)=xeq \r(4-x2).
故三棱锥的体积V=eq \f(1,3)S△ABC×PO=eq \f(1,3)×xeq \r(4-x2)×3=xeq \r(4-x