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求函数最值的方法总结

求函数最值的方法总结

一般的,函数最值分为函数最小值与函数最大值。简单来说,最小值即定义域中函数值的最小值,最大值即定义域中函数值的最大值。下面就是小编整理的求函数最值的方法总结,一起来看一下吧。

函数的最值问题既是历年高考重点考查的内容之一,也是中学数学的主要内容。函数最值问题的概念性、综合性和灵活性较强,考题的知识涉及面较广,对于学生的分析和逻辑推理能力要求较高。通过对函数最值问题的相关研究,结合自身的感触和学习的心得,总结归纳出了求解函数最值的几种常用的方法,并讨论了学习函数最值求解中应该注意的问题,这将有利于提高学生的数学建模能力和解题能力。文章主要通过举例说明的方式来阐述求解函数最值的几种常用解法,希望对培养学生数学学习能力,提高学生的解题能力有所帮助。

函数f(x)在区间I上的最大值和最小值问题,本质上是一个最优化的问题。求解函数最大值与最小值的实际问题,包括三方面的工作:一是根据实际问题建立目标函数,通常总是选取待求的最优量为因变量:二是按上述的求解方法求出目标函数在相应区间上的最大值或最小值;三是对所求得的解进行相应实际背景的几何意义的解释。同时一方面要深刻理解题意,提高阅读能力,要加强对常见的数学模型的理解,弄清其产生的实际背景,把数学问题生活化;另一方面要不断拓宽知识面,提高间接的生活阅历,如了解一些诸如物价、行程、产值、利润、环保等实际问题,也涉及角度、面积、体积、造价等最优化问题,培养实际问题数学化的意识和能力。

最值问题综合性强,几乎涉及高中数学各个分支,要学好各个数学分支知识,透彻地理解题意,能综合运用各种数学技能,熟练地掌握常用的解题方法,才能收到较好的效果。

(1)代数法。代数法包括判别式法(主要是应用方程的思想来解决函数最值问题)配方法(解决二次函数可转化为求二次函数的最值问题)不等式法(基本不等式是求最值问题的重要工具,灵活运用不等式,能有效地解决一些给定约束条件的函数最值问题)④换元法(利用题设条件,用换元的方法消去函数中的一部分变量,将问题化归为一元函数的最值,以促成问题顺利解决,常用的换元法有代数换元法和三角换元法)。

①判别法:判别式法是等式与不等式联系的重要桥梁,若能在解多元函数最值过程中巧妙地运用,就能给人一种简单明快、耳目一新的感觉。而应用判别式的核心在于能否合理地构造二次方程或二次函数,还需注意是否能取等号。若函数可化成一个系数含有y的关于x的二次方程a(y)x2+b(y)x+c (y)=0,在a(y)≠0时,由于x,y为实数,必须有:

△=[b(y)]—4a(y)c(y)≥0,由此求出y所在的范围确定函数最值。

②配方法:配方法多使用于二次函数中,通过变量代换,能变为关于t(x)的二次函数形式,函数可先配方成为f (x)=a[t(x)—m]2+n的形式,再根据二次函数的性质确定其最值(此类题的解法关键在于用“配方法”将二次函数一般式化为顶点式,同时要考虑顶点的横坐标的值是否落在定义域内,若不在定义域内则需考虑函数的单调性)。

③不等式法:均值不等式求最值,必须符合“一正、二定、三相”这三个必要条件,因此当其中一些条件不满足时应考虑通过恰当的恒等变形,使这些条件得以满足“和定积最

大,积定和最小”,特别是其等号成立的条件。(在满足基本不等式的条件下,如果变量的和为定值,则积有最大值;变量的积为定值,则和有最小值。本例中计算的目的,是利用隐含在条件之中的和为定值,当然这里还需要利用系数的凑合才能达到目的,具有一定技巧)

④换元法:换元法又叫变量替换法,即把某个部分看成一个式子,并用一个字母代替,于是使原式变得简化,使解题过程更简捷(在利用三角换元法求解问题时,关键还是要在掌握好三角函数常用关系式的基础上,结合所求解的函数式,慎重使用)。

(2)数形结合法。数形结合法是数学中的一种重要的思想方法,即考虑函数的几何意义,结合几何背景,把代数问题转化为几何问题,解法往往显得直观、简捷。通过数与形之间的对应和转化来解题,有许多的优越性。将抽象的数学语言和直观的图形结合起来,借助几何图形活跃解题思路,使解题过程简化。有时函数最值也借助数形结合方法来求解。

①解析式:解析法是观察函数的解析式,结合函数相关的性质,求解函数最值的方法。

②函数性质法:函数性质法主要是讨论利用已学函数的性质,如函数的单调性求函数最值等。

③构造复数法:构造复数法是在已经学习复数章节的基础上,把所求结论与复数的相关知识联系起来,充分利用复数的性质来进行求解。

④求导法(微分法):导数是高中现行教材新增加的内容,求导法求函数最值是应用高等数学的知识解决初等问题,可以解决一类高次函数的最值问题。找闭区间[a,b]上连续的函数f(x)的最大(或最小)值时,将不可导点、稳定点及

a,b处的函数值作比较,最大(或最小)者即为最大(或最小)值。

综上可知,函数最值问题内涵丰富,解法灵活,没有通用的方法和固定的模式,在解题时要因题而异;而且上述方法并非彼此孤立,而是相互联系、相互渗透的,有时一个问题需要多法并举,互为补充,有时一个题目又会有多种解法。因此,解题的关键在于认真分析和思考,因题而异地选择恰当的解题方法,当一题有多种解法时,当然应该注意选择最优解法。

有关函数最值问题的十二种解法

本稿件适合高三高考复习用 有关函数最值问题 的十二种解题方法与策略 贵州省龙里中学高级教师 洪其强(551200) 一、消元法:在已知条件等式下,求某些二元函数(,)f x y 的最值时,可利用条件式消去一个参量,从而将二元函数(,)f x y 化为在给定区间上求一元函数的最值问题。 例1、已知 x 、y R ∈且223260x y x +-=,求222x y +的值域。 解:由223260x y x +-=得22 2360y x x =-+≥,即02x ≤≤。 2 2 2 2 392262()2 2 x y x x x +=-+=--+ ∴当32 x =时,2 22x y +取得最大值 9 2 ;当0x =时,222x y +取得最小值0。即222x y +的值域为90,2?????? 二、判别式法:对于某些特殊形式的函数的最值问题,经过适当变形后,使函数()f x 出现在一个有实根的一元二次方程的系数中,然后利用一元二次方程有实根的充要条件0?≥来求出()f x 的最值。 例2、求函数2 2()1 x f x x x =++的最值。 解:由22()1 x f x x x = ++得 []2()()2()0f x x f x x f x +-+=, 因为x R ∈,所以0? ≥,即[]22()24()0f x f x --≥,解得22()3 f x -≤≤。 因此()f x 的最大值是 2 3 ,最小值是-2。 三、配方法:对于涉及到二次函数的最值问题,常用配方法求解。 例3、求2 ()2 34x x f x +=-在区间[]1,0-内的最值。 解:配方得 2 224 ()2 343(2)33 x x x f x +=-=--+ []1,0x ∈- ,所以 1212x ≤≤,从而当223x =即22log 3x =时,()f x 取得最大值4 3 ;当21x =即

求函数最值的方法总结

求函数最值的方法总结 一般的,函数最值分为函数最小值与函数最大值。简单来说,最小值即定义域中函数值的最小值,最大值即定义域中函数值的最大值。下面就是小编整理的求函数最值的方法总结,一起来看一下吧。 函数的最值问题既是历年高考重点考查的内容之一,也是中学数学的主要内容。函数最值问题的概念性、综合性和灵活性较强,考题的知识涉及面较广,对于学生的分析和逻辑推理能力要求较高。通过对函数最值问题的相关研究,结合自身的感触和学习的心得,总结归纳出了求解函数最值的几种常用的方法,并讨论了学习函数最值求解中应该注意的问题,这将有利于提高学生的数学建模能力和解题能力。文章主要通过举例说明的方式来阐述求解函数最值的几种常用解法,希望对培养学生数学学习能力,提高学生的解题能力有所帮助。 函数f(x)在区间I上的最大值和最小值问题,本质上是一个最优化的问题。求解函数最大值与最小值的实际问题,包括三方面的工作:一是根据实际问题建立目标函数,通常总是选取待求的最优量为因变量:二是按上述的求解方法求出目标函数在相应区间上的最大值或最小值;三是对所求得的解进行相应实际背景的几何意义的解释。同时一方面要深刻理解题意,提高阅读能力,要加强对常见的数学模型的理解,弄清其产生的实际背景,把数学问题生活化;另一方面要不断拓宽知识面,提高间接的生活阅历,如了解一些诸如物价、行程、产值、利润、环保等实际问题,也涉及角度、面积、体积、造价等最优化问题,培养实际问题数学化的意识和能力。

最值问题综合性强,几乎涉及高中数学各个分支,要学好各个数学分支知识,透彻地理解题意,能综合运用各种数学技能,熟练地掌握常用的解题方法,才能收到较好的效果。 (1)代数法。代数法包括判别式法(主要是应用方程的思想来解决函数最值问题)配方法(解决二次函数可转化为求二次函数的最值问题)不等式法(基本不等式是求最值问题的重要工具,灵活运用不等式,能有效地解决一些给定约束条件的函数最值问题)④换元法(利用题设条件,用换元的方法消去函数中的一部分变量,将问题化归为一元函数的最值,以促成问题顺利解决,常用的换元法有代数换元法和三角换元法)。 ①判别法:判别式法是等式与不等式联系的重要桥梁,若能在解多元函数最值过程中巧妙地运用,就能给人一种简单明快、耳目一新的感觉。而应用判别式的核心在于能否合理地构造二次方程或二次函数,还需注意是否能取等号。若函数可化成一个系数含有y的关于x的二次方程a(y)x2+b(y)x+c (y)=0,在a(y)≠0时,由于x,y为实数,必须有: △=[b(y)]—4a(y)c(y)≥0,由此求出y所在的范围确定函数最值。 ②配方法:配方法多使用于二次函数中,通过变量代换,能变为关于t(x)的二次函数形式,函数可先配方成为f (x)=a[t(x)—m]2+n的形式,再根据二次函数的性质确定其最值(此类题的解法关键在于用“配方法”将二次函数一般式化为顶点式,同时要考虑顶点的横坐标的值是否落在定义域内,若不在定义域内则需考虑函数的单调性)。 ③不等式法:均值不等式求最值,必须符合“一正、二定、三相”这三个必要条件,因此当其中一些条件不满足时应考虑通过恰当的恒等变形,使这些条件得以满足“和定积最

初中数学求最值的几种常见方法

初中数学求最值的几种常见方法 求最值是数学中的常见问题,解决最值问题可以帮助我们找到数学问 题中的最大值或最小值。下面是几种常见的求最值的方法。 一、列举法 列举法是一种直观、简单的方法。当问题的数值较小或可行解空间较 小时,可以使用列举法。 例如,给定一个数列{1,3,5,2,4},要求找出其中的最大值和最小值,可以通过列举法进行列举如下: 最大值:5 最小值:1 不过,列举法在问题规模较大时耗时较长且容易出错,因此在实际问 题中往往用其他方法来求解。 二、基于性质和定理的方法 有些数学问题具有一些性质和定理,利用这些性质和定理可以更方便 地求解问题。以下是几种常见的基于性质和定理的方法: 1.最值与二次函数 对于一个关于自变量x的二次函数y=ax^2+bx+c,其中a、b、c为已 知常数,其最值可以通过求取抛物线的顶点来确定。当a>0时,顶点为最 小值;当a<0时,顶点为最大值。 例如,对于函数y=2x^2+3x+1,可以求出其顶点坐标(h,k),其中:

h=-b/(2a)=-3/(2*2)=-3/4 k = ah^2 + bh + c = 2(-3/4)^2 + 3(-3/4) + 1 = -5/8 因此,该二次函数的最小值为-5/8 2.最值与一次函数 对于一个关于自变量x的一次函数y=kx+b,其中k、b为已知常数, 其最值可以通过根据k的正负性来确定。当k>0时,函数y随着x的增大 而增大,最大值为正无穷;当k<0时,函数y随着x的增大而减小,最大 值为负无穷。 例如,对于函数y=3x+2,由于k>0,因此函数的最大值为正无穷。 3.最值与多项式函数 对于一个关于自变量x的n次多项式函数y=a_nx^n+a_{n-1}x^{n- 1}+...+a_1x+a_0,其中a_n、..、a_1、a_0为已知常数,其最值可以通 过求导数和判别式来确定。 例如,对于函数y=x^3-3x^2+2x+1,可以求出其导函数y'=3x^2-6x+2、通过求解y'=0的解来确定函数的驻点,然后根据判别式和一阶导数测试 来求解最值。 三、最值与不等式法 我们可以通过不等式关系来求解最值问题。以下是几种常见的最值与 不等式法: 1.最大值与不等式

求函数最值的12种方法

求函数最值的12种方法 在数学中,函数的最值是指函数在定义域上的极大值和极小值。求函数的最值有很多不同的方法,下面将介绍12种常用的方法。希望能够帮助你对函数的最值求解有更深入的理解。 方法一:函数图像法 这是最直观的方法之一,通过绘制函数的图像,可以清楚地观察到函数的最值点所在的位置。最大值对应函数的极大值点,最小值对应函数的极小值点。 方法二:导数法 求函数的最值,常常使用导数法。首先求函数的导数,然后将导数为零的点与定义域的边界进行比较,即可得到函数的最值点。 方法三:导数的符号法 求函数的最值,还可以通过分析导数的符号来求解。当导数恒大于零时,函数是递增的,函数的最大值出现在定义域的上界;当导数恒小于零时,函数是递减的,函数的最小值出现在定义域的下界。 方法四:高次函数的极值点 对于高次函数来说,还可以通过求导数的高阶导数来找到极值点。当高阶导数为零时,该点可能是极值点;当高阶导数不为零时,可通过判断导数的符号来确定它是极大值还是极小值。 方法五:函数的平均值定理

利用函数的平均值定理可以得到函数最值的一个粗略的估计。平均值定理指出,如果函数连续且可微分,那么在两个点之间存在一个点,使这三个点的斜率与两点之间切线的斜率相同。这个点可能是函数的极值点。 方法六:拉格朗日乘数法 拉格朗日乘数法可以求解带有约束条件的函数最值问题。通过引入拉格朗日乘子,将带有约束条件的函数最值问题转化为无约束条件的函数最值问题。然后可以利用导数法等方法来求解。 方法七:边界法 对于函数的有界定义域,可以通过比较边界处函数值的大小来求解最值问题。找到定义域的上界和下界,并将其代入函数,比较函数值的大小即可得到最值。 方法八:几何法 对于一些特殊的函数图像,可以利用函数的几何性质来求解最值。如对于抛物线函数,其最值点处对应抛物线的顶点。 方法九:二次函数的最值 对于二次函数,可以通过求取顶点坐标来得到函数的最值。二次函数的顶点坐标即为函数的最值点。 方法十:三角函数的最值 对于一些三角函数,可以利用函数图像的周期性来求解最值问题。如正弦函数的最大值为1,最小值为-1 方法十一:指数函数和对数函数的最值

函数最值的几种求法

函数最值的几种求法 新课程标准中,高中数学知识加倍丰硕,层次性更强,和高等教育的结合加倍紧密.要想较好的完成新课标的教学任务,必需从整体上把握课程标准,运用主线知识将高中数学知识穿成串,连成片,织成网,才有利于学生更好的把握,而函数的最值问题在整个高中教材中显得超级重要,为了能系统的学好这方面的知识,本文总结归纳出八种求函数最值的常见方式. 一 由概念域直接求函数的最值 一次函数的最大值与最小值常与它的概念域与值域有关系,即假设y 是x 的函数,那么由x 的取值范围,而且依照一次函数的单调性,就能够取得y 的最大(小)值. 例1 变量x ,y ,z 均不小于0,并知足x z y -=+323及x z y 343-=+,求函数z y x t 423+-=的最大值与最小值. 解 由x z y -=+323及x z y 343-=+得, )1(3 5x y -=及12-=x z . 又由x ,y ,z 均不小于0,推出12 1≤≤x . 再将)1(3 5x y -=与12-=x z 代入z y x t 423+-=得, )2243(3 1-=x t , 它是单调递增函数,而121≤≤x .因此,当21=x 时,t 有最小值6 1min -=t ;当1=x 时,t 有最大值7max =t . 二 用配方式求函数的最值[1] 关于二次函数能够用配方式讨论它的最值情形,即二次函数 a b ac a b x a c bx ax y 44)2(222 -++=++=)0(≠a .当0>a 时,y 有最小值,即当a b x 2-=时,a b ac y 442min -=;当0

求函数最值的常见方法

求函数最值的常见方法 随着数学的发展,函数概念不断丰富,其应用也逐步深入各个领域,其中求函数最值是数学中常见的一个问题。最值是指在一定的范围内,函数的最大值和最小值。解决这个问题可以帮助我们更好地了解函数的性质,为实际问题的解决提供更为精确的数学依据。本文将分别介绍一些常见的求函数最值的方法。 一、导数法 导数法就是先求出函数的导数,然后使导数为0,再将导数值带入函数中得到一组或几组最值。导数是描述函数变化率的工具,由此可看出函数在某些点上的变化情况,从而判断函数的最值。如果函数的导数为0 或不存在,则该函数取得最值。 以f(x) = 2x^2 - 6x + 1为例,先求出导数f'(x) = 4x - 6,然后使导数为0,得到x=3/2。将x=3/2 带入原函数f(x),得到f(3/2)=-5/2,因此f(x) 在x=3/2 时取得其最小值-5/2。 二、根据函数图像求最值 通过函数图像可以直观地观察函数的变化趋势和特点,从而判断函数的最值。如果函数有封闭的定义域,那么最值很可能出现在定义域的端点处。如果函数存在对称轴,则最大值可能就在对称轴上。

例如,y=x^3-3x^2-9x+15, 其图像如下: 从图中可以看出,在x=-2 点上,y 取得最大值25. 三、区间值判定法 对于连续函数,在其定义域的任意相邻两点间所确定的函数值必在函数曲线所围成的区间内。可以从给定区间段的端点开始判断并比较函数值,最后得出函数的最值。 例如,对于f(x) = x^3-3x^2,考虑该函数在[-1, 3] 区间上的取值。在函数图像上可以看到,在x=3 时,函数的值最大达到0,因此该函数在[-1,3] 区间上的取值最大值为0。 四、极值法 对于一个点,如果两边的值都小于这个点对应的值,那么该点就是这个函数的局部最大值。反之,如果两边的值都大于这个点对应的值,那么该点就是这个函数的局部最小值。这个点被称为极值点。可根据函数的变化性质推导出其变化的极值点。 以f(x) = x^3-3x^2+3x-2 为例,求其极值。先求导数 f'(x)=3x^2-6x+3,令其为0,得到其极值点为x=1。将x=1 带入原函数f(x),得到f(1)=-1,因此f(x) 在x=1 时取得其最小值-1。 综上所述,求函数最值是数学的基本问题之一,可以通过对函数的导数、图像、区间值和极值进行分析和运算,得出函数的最大值和最小值。这些方法都有其适用范围和条件,具体的分析方法需根据问题和函数的特点来确定。

求函数最值的常用方法

求函数最值的常用方法 一、导数法 导数法是求解函数最值的基本方法之一,其基本思想是利用函数的导数来分析函数的增减性,从而确定函数的最值。 1.单调性 若函数在其中一区间上单调递增,则在该区间上取得的最小值即为区间的左端点的函数值;若函数在其中一区间上单调递减,则在该区间上取得的最大值即为区间的右端点的函数值。 2.极值点 求函数的导数,使其等于零,得到的就是函数的极值点。将极值点带回原函数,得到对应的函数值,即为函数的最值。需要注意的是,求得的极值点不一定就是函数的最值点,还需要进一步分析。 二、区间法 区间法是通过一定的方式将函数的定义域分成若干个区间,然后在每个区间上比较函数的函数值,确定函数的最值。 1.定义域分区 通过分析函数的定义域,找到可以取得最值的区间,例如闭区间、开区间等。根据需要可以将定义域进一步细分成多个子区间。 2.点位法

在每个子区间选择若干个点,通过计算函数在这些点上的函数值,确 定函数的最值。一般情况下,函数的最值可能出现在定义域的边界上,也 可能出现在函数的驻点或拐点上。 3.首尾法 当函数在一个闭区间上连续且有界,设定闭区间的左端点函数值为起 始点的函数值,闭区间的右端点函数值为终止点的函数值,通过比较起始 点和终止点的函数值,确定函数的最值。 三、拉格朗日乘数法 拉格朗日乘数法是一种求解约束条件下函数最值的方法。假设有一个 函数f(x1, x2, ..., xn)在一个或多个约束条件g(x1, x2, ..., xn) = c下求取极值。将构造一个新的函数,称为拉格朗日函数L(x1, x2, ..., xn, λ) = f(x1, x2, ..., xn) + λ(g(x1, x2, ..., xn) - c),其中 λ为拉格朗日乘子,然后求解拉格朗日函数的极值点,得到函数的最值。 四、牛顿法 牛顿法是使用泰勒展开来近似求解函数的一个方法,通过迭代的方式 逼近函数的最值。具体步骤如下: 1.选择一个初始值,作为x0。 2.计算x(i+1)=x(i)-f'(x(i))/f''(x(i)),其中f'(x)和f''(x)分 别表示函数f(x)的一阶导数和二阶导数。 3.不断迭代,直到x(i+1)和x(i)之间的差值足够小,即满足要求的解。

函数的极值与最值的求解方法

函数的极值与最值的求解方法在数学中,函数的极值与最值是我们经常遇到的问题。极值是指函 数在某一区间内达到的最大值或最小值,而最值则是函数在整个定义 域内的最大值或最小值。正确地求解函数的极值与最值对于解决实际 问题和优化算法具有重要意义。本文将介绍一些常见的函数极值与最 值的求解方法。 一、导数法求函数极值 导数法是求解函数极值的常用方法之一。对于一元函数,我们可以 通过求取其导数来确定函数的极值点。具体步骤如下: 1. 求取函数的导数。 根据函数的表达式,求取其一阶导数。对于高阶导数存在的情况,可以继续求取导数直到找到导数不存在的点。 2. 解方程求取导数为零的点。 导数为零的点对应着函数的极值点。将导数等于零的方程进行求解,找到函数的极值点。 3. 判断极值类型。 在找到导数为零的点后,可以通过二阶导数或借助函数图像来判 断该点处的极值类型。若二阶导数大于零,则为极小值;若二阶导数 小于零,则为极大值。 二、边界法求函数最值

边界法是求解函数最值的一种有效方法。当函数在闭区间上连续且 有界时,最值一定是在该闭区间的端点处取得的。具体步骤如下: 1. 确定函数定义域的闭区间。 根据函数表达式或实际问题,找到函数定义域所对应的闭区间。 2. 计算函数在端点处的取值。 将函数在闭区间的端点处依次带入函数表达式,计算函数的取值。 3. 比较函数取值找到最值。 对于最大值,选取函数取值最大的端点;对于最小值,选取函数 取值最小的端点。 三、拉格朗日乘数法求函数约束条件下的极值 当函数需要满足一定的约束条件时,可以使用拉格朗日乘数法来求 解函数的极值。该方法适用于带有约束条件的最优化问题,具体步骤 如下: 1. 设置拉格朗日函数。 将原函数与约束条件构建为一个拉格朗日函数,其中拉格朗日乘 子为未知数。 2. 求取拉格朗日函数的偏导数。 对拉格朗日函数进行偏导数运算,得到一组方程。 3. 解方程求取极值点。

求函数最值的方法

求函数最值的方法 求函数最值是数学中常见的问题之一,它在实际问题中具有广泛的应用价值。本文将介绍几种常见的方法来求解函数的最值,包括数学方法和计算机方法。 一、数学方法 1. 导数法 导数法是求解函数最值最常用的方法之一。通过求函数的导数,可以求得函数的增减性和驻点,进而确定函数的最值点。具体步骤如下: (1)求函数的导数; (2)求导函数的零点,即求得导数为零的点; (3)将这些零点代入原函数,求得函数的最值。 2. 极值点法 极值点法是通过求函数的极值点来确定函数的最值。具体步骤如下:(1)求函数的一阶导数和二阶导数; (2)求导函数的驻点,即求得导数为零的点; (3)求驻点的二阶导数值,判断驻点是极大值点还是极小值点;(4)将极值点代入原函数,求得函数的最值。 3. 区间法 区间法是通过将函数的定义域分成若干个子区间,然后逐个求解函

数在每个子区间内的最值,最后比较得出整个函数的最值。具体步骤如下: (1)将函数的定义域分成若干个子区间; (2)求解函数在每个子区间内的最值; (3)比较各个子区间内的最值,得出整个函数的最值。 二、计算机方法 1. 数值计算法 数值计算法是利用计算机对函数进行离散化处理,通过计算函数在一定范围内的取值,找到其中的最大值或最小值。具体步骤如下:(1)确定函数的取值范围和步长; (2)计算函数在每个点上的取值; (3)比较各个点的取值,找到最大值或最小值。 2. 迭代法 迭代法是通过不断迭代逼近函数的最值。具体步骤如下: (1)选择一个初始点; (2)根据函数的梯度方向,更新初始点的位置; (3)重复以上步骤,直到满足终止条件。 三、总结 通过以上介绍,我们可以看出,求函数最值的方法有很多种,选择合适的方法取决于具体问题的性质和要求。数学方法适用于一些简

求函数最值的方法归纳

求函数最值的方法归纳 函数的最大值和最小值是数学中一个非常重要的概念,对于函数的性质和图像的研究非常有帮助。本文将介绍求函数最值的一些常用方法,并归纳总结出一些有效的求最值的技巧。 一、闭区间上求最值 对于一个定义在闭区间[a,b]上的函数f(x),我们首先需要找到其在区间内的临界点。临界点包括两种情况:一是函数的极值点,二是函数的不可导点。然后,分别计算临界点和区间端点处函数的取值,最后找到最大值和最小值。 具体步骤如下: 1.找到函数的临界点:求出函数的导数f'(x),将其导数等于零,并解方程求出函数的极值点。 2.判断函数是否在临界点可导:将临界点代入导数f'(x)中,如果导数存在,则临界点为可导点,如果导数不存在,则临界点为不可导点。 3.计算函数在临界点和区间端点处的取值:将临界点和区间端点代入原函数f(x)中,得到函数在这些点处的取值。 4.比较得出最大值和最小值:将计算得到的函数取值进行比较,找到最大值和最小值。 二、无穷区间上求最值 对于一个定义在无穷区间(-∞,+∞)上的函数f(x),我们无法使用有限步骤来找到其最大值和最小值。但是,我们可以使用以下方法来求解。

1.函数的图像观察法:观察函数的图像,找出函数的大致走势和极值 点的位置。通过观察可以初步得出函数的最大值和最小值的范围。 2. 函数的性质分析法:对于特定的函数类型,我们可以通过分析其 性质来求解最值。例如,对于二次函数f(x) = ax^2 + bx + c,如果a > 0,则函数的最小值发生在顶点处,如果a < 0,则函数的最大值发生在 顶点处。 3.使用导数求极值:对于可导的函数,在极值点处导数等于零。因此,我们可以求出函数的导数,并解方程求出极值点。然后,通过比较函数在 极值点和区间端点处的取值,得出最大值和最小值。 4.通过函数的变化趋势求极值:对于连续的函数,在函数的一些变化 趋势中,极值点位于函数值的突变处。通过观察函数的变化趋势,我们可 以得出函数的最值。 三、多元函数的最值求解 多元函数是包含多个自变量的函数,求解多元函数的最值可以通过以 下方法来实现。 1. 偏导数法:对于多元函数f(x1, x2, ..., xn),我们对每个自变 量求偏导数,并令偏导数等于零,解方程组求出极值点。然后,通过计算 函数在极值点和自变量的取值,得出最大值和最小值。 2.条件极值法:当多元函数在满足一定条件的集合上求最值时,我们 可以使用条件极值法。首先,我们将约束条件写成方程或不等式的形式。 然后,通过构造拉格朗日函数,使用偏导数法求出不等式约束下的解,最 后通过取极值验证最值是否存在。

求函数最值的10种方法

求函数最值的10种方法 函数的最值是指函数在定义域内,取得的最大值和最小值。确定函数 的最值对于问题的解决非常重要,因此有很多方法可以找到函数的最值。 下面我将介绍十种常见的方法来求解函数的最值。 1. 图像法(Grpahical Method): 这是最常见的方法之一,通过绘制函数的图像来确定函数的最值。找 到函数的最高点和最低点,并确定定义域的范围以确定最值。 2. 导数法(Derivative Method): 使用导数的概念,通过求解函数的导数来确定函数的最值。找到导数 为零的点,并判断其是否为极值点,进而确定函数的最值。注意,导数为 零的点并不一定是函数的最值点,还需要判断其是极大值还是极小值。 3. 欧拉公式法(Euler’s Formula Method): 对于一些特殊的函数形式,如指数函数和三角函数,可以使用欧拉公 式来求解函数的最值。欧拉公式的核心思想是将函数用指数函数和三角函 数的形式来表示,然后利用指数函数和三角函数的性质来确定最值。 4. 一阶必要条件法(First-order Necessary Condition Method): 根据一阶必要条件,如果函数在特定点是极值点,那么该点的导数必 须为零。通过求解函数的导数,找到导数为零的点,并判断是否为函数的 最值点。 5. 二阶必要条件法(Second-order Necessary Condition Method):

根据二阶必要条件,如果函数在特定点是极值点,那么该点的导数必 须为零,且二阶导数必须存在且不为零。通过求解函数的导数和二阶导数,找到导数为零的点,然后判断其二阶导数的符号来确定函数的最值。 6. 拉格朗日乘子法(Lagrange Multiplier Method): 用于求解带有约束条件的优化问题,可以将函数与约束条件一起构建 为一个拉格朗日函数,然后通过求解拉格朗日函数的最值来确定函数的最值。 7. 线性规划法(Linear Programming Method): 适用于求解线性约束下的函数最值问题。通过将函数与线性约束条件 一起构建为一个线性规划问题,然后通过线性规划算法来求解最值。 8. 网格法(Grid Search Method): 对于定义域内离散的函数,可以使用网格法来确定函数的最值。将定 义域划分为一个个小网格,然后计算每个网格上的函数值,找到最大值和 最小值所在的网格,并进一步精细划分该网格来确定函数的最值。 9. 极大极小值定理(Extreme Value Theorem): 极大极小值定理指出,如果函数在闭区间上连续,那么函数必定存在 最大值和最小值。因此,可以通过在闭区间上求解函数,找到函数的最值。 10. 数值优化算法(Numerical Optimization Algorithm): 当函数的解析解难以求得时,可以使用数值优化算法来求解函数的最值。常见的数值优化算法包括梯度下降法、牛顿法、拟牛顿法等,这些算 法可以通过迭代的方式,逐步优化函数的值,最终找到最值。

求函数的最大值和最小值方法归纳总结

函数的最大值与最小值常见方法 1、配方法 利用平方数恒大于或等于0,将所给的函数配成若干个平方以及一些常数的代数和的形式,然后再求最值 例如:配成(x±m)2±n的形式(m,n为常数) 对于三角函数,可以配成类似sinα±k的形式(k为常数) 2、判别式法 利用实系数一元二次方程有实根,则它的判别式∆≥0,从而可以确定系数中参数的范围,进而求得最值。 例如:求y=x 2−2x−3 2x2+2x+1 的最大值和最小值 去分母并整理得:(2y−1)x2+2(y+1)x+(y+3)=0(注意判断2y-1是否为0)根据判别式∆解关于x的二次方程求最值。 3、不等式法 利用不等式取等号,可得到一个最值问题的解 例如:已知x、y是实数,且满足x2+xy+y2=3,求u=x2−xy+y2的最大值与最小值。 将两个式子相减再除以2,得xy=3−u 2,带入条件得(x+y)2=9−u 2 、(x−y)2=3u−3 2 可以 得到1≤u≤9 三角函数不等式法例如:|cos x|≤1,|sin x|≤1 4、换元法 把复杂的目标函数变形为较简单的函数形式,或将不易求得最值的函数形式化成容求得的最值的形式。 例如:已知α∈[0,π 2 ],求y=√5−4sinα+sinα的最小值和最大值。 通过变量代换,把y表示成二次函数的形式:设x=√5−4sinα,因0≤sinα≤1,所以 1≤x≤√5,且sinα=5−x2 4,于是可以配成y=x+5−x 2 4 =−1 4 (x−2)2+9 4 (1≤x≤√5)

5、构造法 根据欲求最值的函数的特征,构造反映函数关系的几何图形,然后借助于图形可较容易地求得最大值和最小值。 例如:求函数f(x)=√x4−3x2−6x+13−√x4−x2+1的最大值,及此时x的值。 将原式整理成:f(x)=√(x−3)2+(x2−2)2−√x2+(x2−1)2后,可以发现√(x−3)2+(x2−2)2表示点P(x,x2)到点A(3,2)的距离,√x2+(x2−1)2表示点P(x,x2)到点B(0,1)的距离,再用图像法来解题

求函数最值的几种方法

求函数最值的几种方法 最值问题是高中数学中一类非常重要的问题,在高考中占据着重要地位。最值问题的解法灵活多样,因此解决最值问题具有一定难度。本学年的学生正在学习新课标A 版必修5的第三章不等式,结合教学中遇到的一些最值问题,我对最值问题的解法进行了初步的探究、归纳和总结。 一、不等式法 本章我们学习了两个重要的不等式:(1)对于任意实数,a b ,2 2 2a b ab +≥,当且仅 当a b =时,等号成立;(2)对于任意实数,0a b >2 a b +≤ 当且仅当a b =时,等号成立。这两个不等式以及它们的变形形式在解决最值问题中有着重要的应用。从第二个不等式中我们可以看出:当两个正数的和为定值时,它们的积有最大值,即若,a b R +∈,且 a b M +=,M 为定值,则24 M ab ≤,当且仅当a b =时,等号成立;当两个正数的积为 定值时,它们的和有最小值,即若,a b R + ∈,且ab p =,p 为定值,则a b +≥且仅当a b =时,等号成立。以上结论总结起来就是八个字:“积定和小,和定积大”。 例1.(1)已知1x >,求1-1 y x x =+的最小值及此时的x 的值; (2)已知2 1,所以10x ->,因此11 1121311 y x x x x =+=-++≥+=--,当且仅当 1 11 x x -= -,即2x =时,等号成立. (2)因为2 1,因此 2 112121 (12)2(12)2228 x x y x x x x +-⎛⎫=-=⨯-≤= ⎪⎝⎭ 当且仅当212x x =-,即1 4 x = 时,等号成立. 解决例1中的这类问题需要对要求最值的表达式进行“配凑”,力图将其化为和为定值或者积为定值的形式,再利用基本不等式求取最值.在求解过程中要注意应用基本不等式的条件以及取等条件是否成立,要符合“一正二定三相等”的要求. 例2.求函数9 102 2++= x x y 的最值.

求函数最值的方法总结

1 / 11 求函数最值的常用以下方法: 1.函数单调性法 先确定函数在给定区间上的单调性,然后依据单调性求函数的最值.这种利用函数单调性求最值的方法就是函数单调性法.这种求解方法在高考中是必考的,且多在解答题中的某一问中出现. 例1 设a >1,函数f (x )=log a x 在区间[a,2a ]上的最大值与最小值之差为12 ,则a =________. [思路] 先判断函数在指定区间上的单调性,再求出函数的最值,然后利用条件求得参数a 的值. [解析] ∵a >1,∴函数f (x )=log a x 在区间[a,2a ]上是增函数,∴函数在区间[a,2a ]上的最大值与最小值分别 为log a 2a ,log a a =1.∴log a 2=12 ,a =4.故填4. [讲评] 解决这类问题的重要的一步就是判断函数在给定区间上的单调性.这一点处理好了,以下的问题就容易了.一般而言,对一次函数、幂函数、指数函数、对数函数在闭区间[m ,n ]上的最值:若函数f (x )在[m ,n ]上单调递增,则f (x )min =f (m ),f (x )max =f (n );若函数f (x )在[m ,n ]上单调递减,则f (x )min =f (n ),f (x )max =f (m );若 函数f (x )在[m ,n ]上不单调,但在其分成的几个子区间上是单调的,则可以采用分段函数求最值的方法处理. 2.换元法 换元法是指通过引入一个或几个新的变量,来替换原来的某些变量(或代数式),以便使问题得以解决的一种数

学方法.在学习中,常常使用的换元法有两类,即代数换元和三角换元,我们可以根据具体问题与题目形式去灵活选择换元的方法,以便将复杂的函数最值问题转化为简单函数的最值问题,从而求出原函数的最值.如可用三角代换解决形如a2+b2=1与部分根式函数形式的最值问题. 例2 (1)函数f(x)=x+21-x的最大值为________. [解析] 方法一:设1-x=t(t≥0), ∴x=1-t2, ∴y=x+21-x=1-t2+2t =-t2+2t+1=-(t-1)2+2, ∴当t=1即x=0时,y max=2. 方法二:f(x)的定义域为{x|x≤1}, f′(x)=1- 1 1-x , 由f′(x)=0得x=0. 0<x≤1时,f′(x)<0,f(x)为减函数. x<0时,f′(x)>0,f(x)为增函数. 2 / 11

求函数最值的方法总结

求函数最值的常用以下方法: 1.函数单调性法 先确定函数在给定区间上的单调性,然后依据单调性求函数的最值.这种利用函数单调性求最值的方法就是函数单调性法.这种求解方法在高考中是必考的,且多在解答题中的某一问中出现. 例1 设a >1,函数f (x )=log a x 在区间[a,2a ]上的最大值与最小值之差为1 2,则a =________. 【思路】 先判断函数在指定区间上的单调性,再求出函数的最值,然后利用条件求得参数a 的值. 【解析】 ∵a >1,∴函数f (x )=log a x 在区间[a,2a ]上是增函数,∴函数在区间[a,2a ]上的最大值与最小值分别为log a 2a ,log a a =1.∴log a 2=1 2 ,a =4.故填4. 【讲评】 解决这类问题的重要的一步就是判断函数在给定区间上的单调性.这一点处理好了,以下的问题就容易了.一般而言,对一次函数、幂函数、指数函数、对数函数在闭区间[m ,n ]上的最值:若函数f (x )在[m ,n ]上

单调递增,则f(x)min=f(m),f(x)max=f(n);若函数f(x)在[m,n]上单调递减,则f(x)min=f(n),f(x)max=f(m);若函数f(x)在[m,n]上不单调,但在其分成的几个子区间上是单调的,则可以采用分段函数求最值的方法处理.2.换元法 换元法是指通过引入一个或几个新的变量,来替换原来的某些变量(或代数式),以便使问题得以解决的一种数学方法.在学习中,常常使用的换元法有两类,即代数换元和三角换元,我们可以根据具体问题及题目形式去灵活选择换元的方法,以便将复杂的函数最值问题转化为简单函数的最值问题,从而求出原函数的最值.如可用三角代换解决形如a2+b2=1及部分根式函数形式的最值问题. 例2 (1)函数f(x)=x+21-x的最大值为________. 【解析】方法一:设1-x=t(t≥0), ∴x=1-t2, ∴y=x+21-x=1-t2+2t

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