大家好!本文和大家分享一道2013年天津高考数学真题。这是当年天津高考数学试卷的第14题,也就是填空压轴题,分值5分。这道题考查的是基本不等式求最值的问题,难度不算太大,但很多学生却不会做。下面我们一起来看一下这道题。
基本不等式求最值需要满足三个条件,也就是我们经常说的“一正二定三相等”。“一正”就是要求各项都是正数,“二定”就是要求各项之和或各项之积为定值,“三相等”就是要求验证取等号的条件,即各项相等时才能取等号。
近年来在全国卷中已经很少考到单独用基本不等式求最值的题目了,更多的时候是与其他知识进行综合考查。不过在前几年的一些地方卷中,还是经常有单独的题目。
下面和大家分享本题的三种解法。
解法一:
我们先来观察一下所求的代数式,“一正”是满足的,但是如果直接用基本不等式“二定”却不满足,所以我们要先进行变形处理。怎么办呢?我们将1/2|a|的分子分母同时乘以2,并将分子的2用a+b进行代换。然后将其展开,就得到了b/4|a|+|a|/b+a/4|a|,此时前面两项就可以用基本不等式来处理,得到其≥1+a/4|a|,当且仅当b/4|a|=|a|/b即b^2=4a^2时等号成立。显然,当a<0时,a/4|a|<0,所以1+a/4|a|最小,即b=-2a。又a+b=2,所以解得a=-2。
解法二:
题干告诉的已知条件是整式,而要求的则是分式的最值,看到这儿相信很多同学都反应过来了,这种情况下可以用“1”来进行代换。
先将所求的分式乘以2,然后2用a+b来代换,而为了保证最后的值不变,我们再乘以1/2。接着我们将(a+b)(1/2|a|+|a|/b)展开,展开的时候也有很强的技巧性,即a+b与1/2|a|相乘时直接展开,而与|a|/b相乘时又将a+b换成2,这样就得到了a/2|a|+b/2|a|+2|a|/b。显然,上式要取最小值,那么a<0,即上式≥[-1/2+(-b/2a)+(-2a/b)],接着后两项再用基本不等式就可以求出最小值,然后验证取等的条件就可以求出a的值。
解法三:
由a+b=2可得,b=2-a,然后代入所求式子,即可转化为1/2|a|+|a|/(2-a)。接下来再分类讨论,去掉绝对值符号。
当a>0时,上式去掉绝对值符号后变成了1/2a+a/(2-a),然后进行凑配处理,变成(2-a)/4a+a/(2-a)+1/4,然后再用基本不等式求出最小值,并验证取等的条件。在这儿需要注意,由于b>0,所以2-a>0恒成立。
当a<0时,一样的处理方法可以得到最小值为3/4,比a>0时的最小值要小,所以最终的答案就是a<0时取最小值时a的值。
这道题就和大家分享到这里,你学会了吗?