寫在前面:

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很久沒有更新了,因為現在在墨爾本交換,剛開始還有點不適應(原諒給自己的偷懶找了一個小小的理由),但是每次寫出來的東西一定是我自己覺得非常棒的東西,想和大家分享的東西。如果我自己都看不過去的話,我一定不會發出來,寧願是一種荒廢或者停止更新的狀態。每寫一篇原創文章基本要花費將近數小時的時間,從形成思路,收集資料,整理,包括手敲數學符號,排版,潤色,有些情況下還要自己重新畫圖,最終還要想著怎麼給大家呈現出來更容易理解,真的非常不容易。

這裡也非常感謝那些關注我微信公眾號,在我長久沒有產出原創作品的情況下,依然沒有取關的小夥伴們,你們肯定是真愛,哈哈,我會努力的。

先放上題目:已知 a^{2}+3 b^{2}=1 ,求 a+3 b 的最大值.

首先,全國新課標卷地區很少考到這種題目,作為一種拓展思路的方式,如果考察的話,也是作為選修4-5:不等式選講的考察內容,但是這部分內容往往是考察絕對值不等式,包括含參數的分類討論,近十年來只有兩三年考察了這種形式的不等式求最值。

佔據大多數情況的絕對之不等式考察形式:

少部分情況下多元變數不等式考察形式:

雖然考察少,但是選做4-5的小夥伴也不要放鬆警惕。

全國新課標卷考察不等式往往是含在函數,導數求最值的過程中,一般直截了當的考察比較少(除了線性規劃作為獨立考察內容)。

視角一:柯西不等式

這是我們最容易想到是一種求解思路,而且也可以說是學習柯西不等式時候的一道典型例題。

(a+3 b)^{2} leq(1+3)left(a^{2}+3 b^{2}
ight)=4

	herefore(a+3 b)_{max }=2

這種情況下要注意等號成立的條件。

非常典型的思路,接下來還會有哪些視角?

視角二:參數法(三角換元)

a=cos alpha, b=frac{1}{sqrt{3}} sin alpha

a+3 b=cos alpha+sqrt{3} sin alpha=2 sin left(alpha+frac{pi}{6}
ight)

其中 alpha=frac{pi}{3}+2 k pi, k in Z

通過換元,我們將求最值問題轉化成為求三角函數最值的問題,相信是大家都比較擅長是做法,而且對選考選修4-4:極坐標與參數方程的小夥伴來說也是一種練習。

視角三:數形結合

考慮其幾何意義,轉化為x,y來看的話,

由題可知:可行域為橢圓,目標函數為直線,畫出圖形易得直線與橢圓相切的時候,為目標函數的最值。

這裡我們不妨看看課本中類似的題目(因為我總是強調回歸課本的重要性)。

這是節選自人教A版數學課本選修2-1的一道課本例題,很能說明問題的。

針對這個題目,我們用geogebra畫圖軟體作圖。

兩個相切的位置,分別就是最大值和最小值所代表的位置。

這兩種方法的好處在於我不僅僅能夠求出最大值,還能夠求出最小值,也就是說可以確定整個取值範圍,是可以推廣的方法,而且聯繫了三角函數和圓錐曲線的知識,很棒。

視角四:權方和不等式

可能有一些小夥伴還不知道權方和不等式,第一次聽說,不過沒有關係,這裡我會簡單介紹一下這個不等式,可以簡單理解為柯西不等式的一種變形,以後有機會的話我會專門拿出來寫一篇文章深入講解一下。

首先,我們根據柯西不等式知道:

(a c+b d)^{2} leqleft(a^{2}+b^{2}
ight)left(c^{2}+d^{2}
ight)

對柯西不等式變形,有

left(frac{a^{2}}{x}+frac{b^{2}}{y}
ight)(x+y) geq(a+b)^{2}

在a, b, x, y>0時,我們就有

frac{a^{2}}{x}+frac{b^{2}}{y} geq frac{(a+b)^{2}}{x+y}

frac{a}{x}=frac{b}{y} 時,等號成立。

這就是我們今天要講的權方和不等式。

利用權方和不等式可以巧妙的解決一些多元最值問題。我們就從今天這個題目來說明權方和在求最值中的應用。

frac{(a+3 b)^{2}}{a^{2}+3 b^{2}} leq frac{(a)^{2}}{a^{2}}+frac{(3 b)^{2}}{3 b^{2}}=4

	herefore(a+3 b)_{max }=2

有沒有感覺非常快速並且好用,哈哈哈,開心。

最後大家拿下面這個題目練一下手就可以啦。

已知 x>0, y>0 ,且 x+y=1 ,則 frac{1}{x^{2}}+frac{8}{y^{2}} 的最小值為__________________.

答案:27

完美結束。

如果大家看完這篇文章,能有很大的收穫,我就開心啦。希望大家喜歡,更多文章敬請期待。

END

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如果有疑問,可以給我留言,不忙的適合一定回復,謝謝

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