函数的最大值和最小值怎么求|函数的最大值和最小值
例1.设x是正实数,求函数的最小值。
解:先估计y的下界。
又当x=1时,y=5,所以y的最小值为5。
说明 本题是利用“配方法”先求出y的下界,然后再“举例”说明这个下界是可以限到的。“举例”是必不可少的,否则就不一定对了。例如,本题我们也可以这样估计:
但y是取不到-7的。即-7不能作为y的最小值。
例2. 求函数的最大值和最小值。
解 去分母、整理得:(2y-1)x2+2(y+1)x+(y+3)=0.
当时,这是一个关于x的二次方程,因为x、y均为实数,所以
D=[2(y+1)]2-4(2y-1)(y+3)³0, y2+3y--4£0,
所以 -4£y£1
又当时,y=-4;x=-2时,y=1.所以ymin=-4,ymax=1.
说明 本题求是最值的方法叫做判别式法。
例3.求函数,xÎ[0,1]的最大值
解:设,则x=t2-1
y= -2(t2-1)+5t= -2t2+5t+1
原函数当t=时取最大值
例4求函数的最小值和最大值
解:令x-1=t ()
则
ymin=
例5.已知实数x,y满足1£x2+y2£4,求f(x)=x2+xy+y2的最小值和最大值
解:∵
∴
又当时f(x,y)=6,故f(x,y)max=6
又因为
∴
又当时f(x,y)=,故f(x,y)min=
例6.求函数的最大值和最小值
解:原函数即
令 (0<t£1) 则y=5t2-t+1
∴当x=±3时,函数有最小值,当x=0时,函数取最大值5
例7.求函数的最大值
解:设,则
f(x)=
由于 0£a<1,故f(x)£,又当x= (k为整数)时f(x)= ,
故f(x)max=
例8.求函数的最大值
解:原函数即
在直角坐标系中,设点P(x,x2),A(3,2),B(0,1),则
f(x)=|PA|-|PB|£|AB|=
又当时,f(x)=
故f max (x) =
例9.设a是实数,求二次函数y=x2-4ax+5a2-3a的最小值m,当0£a2-4a-2£10中变动时,求m的最大值
解:y=x2-4ax+5a2-3a=(x-2a)2+a2-3a
由0£a2-4a-2£10解得:或£a£6
故当a=6时,m取最大值18
例10.已知函数f(x)=log2(x+1),并且当点(x,y)在y=f(x)的图象上运动时,点在y=g(x)的图象上运动,求函数p(x)=g(x)-f(x)的最大值。
解 因为点(x,y)在y=f(x)的图象上,所以y=log2(x+1)。点在y=g(x)的图象上,所以故
令, 则
当,即时,,所以
从而 。
例11.已知函数的最小值是2,最大值是6,求实数a、b的值。
解:将原函数去分母,并整理得(a-y)x2+bx+(6-2y)=0.
若y=a,即y是常数,就不可能有最小值2和最大值6了,所以y ¹a。于是
D=b2-4(a-y)(6-2y)³0,所以y2-(a+3)y+3a-£0.
由题设,y的最小值为2,最大值为6,所以(y-2)(y-6)£0, 即 y2-8y+12£0.
由(1)、(2)得 解得:
例12.求函数 的最小值和最大值。
解 先求定义域。由 最6£x£8.
当xÎ[6,8],且x增加时,增大,而减小,于是f(x)是随着x的增加而减小,即f(x)在区间[6,8]上是减函数。所以
fmax(x)=f(8)=0, fmin(x)=f(6)=0
例13.设x,y,z是3个不全为零的实数,求的最大值
分析:欲求的最大值,只须找一个最小常数k,使得xy+2yz£k(x2+y2+z2)
∵ x2+ay2³2xy (1-a)y2+z2³2yz
∴ x2+y2+z2³2xy+2yz
令2=,则a=
解:∵
∴
即
又当x=1,y=,z=2时,上面不等号成立,从而的最大值为
例14.设函数f:(0,1)®R定义为求f(x)在区间上的最大值
解:(1)若xÎ且x是无理数,则
f(x)=x<
(2) 若xÎ且x是有理数,设,其中(p,q)=1,0<p<q,由于
63q+9£64q-8,∴q³17
因此
∴f(x)在区间上的最大值
作业:
1.若3x2+2y2=2x,求x2+y2的最大值
2.设x,y是实数,且求u=x+y的最小值
3.已知x1,x2是方程x2-(k-2)x+k2+3k+5=0 (kÎR)的两个实数根,求x12+x22的最大值和最小值
4.求函数的最小值
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