[公式] 的最大值,該題來自2019年西安交通大學入學數學測試,各位大神對這種題有沒有好的解法


如果是求最大值,那麼柯西不等式可以很好的解決,但是題主要求的是值域,這就十分複雜了

首先,容易得到定義域 [公式]

[公式]

[公式] [公式]

令f(x)&>0

[公式]

兩邊平方得

[公式]

注意到,當 [公式] 時, [公式] ,f(x)單調遞增

[公式] 時,兩邊再平方得

[公式]

因式分解即

[公式]

[公式]

x&>0時,g(x)單調遞增,由於g(0)&<0,所以在x&>0上有一零點 [公式]

注意到 [公式] ,所以 [公式]

[公式] ,故g(x)在 [公式] 上大於0

所以當f(x)&>0時, [公式] ,當f(x)&<0時, [公式]

f(x)有唯一的極大值點, [公式]

[公式]

[公式]

[公式]

所以最小值為 [公式]

@愛吃魚的小豬 提供了一個更為簡單的做法

[公式]

[公式]

[公式]

[公式]

事實上不用求導,很容易發現g(x)是減函數,由於g(10)=0,f(x)在[1,10)遞增,(10,14]遞減,得到最大值最小值


求定義域的操作就不說了,令K = sqrt(x-1)+sqrt(x+26)+sqrt(14-x),

轉化為 K = sqrt(x+26) + 2 (1/2) sqrt(x-1) + 3 (1/3) sqrt(14-x),

利用Cauchy不等式得到K^2 &<= (x + 26 + 2(x-1) + 3(14-x))(1 + 2(1/4) + 3(1/9)) = 121,所以K最大取到11,接下去驗證下等號取到的條件就好了,x = 10。

至於為什麼變形為1/2和1/3,待定係數一波即可。


難道這個題目只能用初等數學的方法來解嗎?

這難道不可以直接求導嗎?

然後令導數為零不就可以求出極值點,再判定極值點是否在定義域範圍內就可以了呀。

不然再判斷增減性。這不是通法嗎?


[公式] ,且原式為f(t),則

[公式] ,其中 [公式]

對f(t)關於t求導

[公式]

觀察這個式子,括弧內的兩個分式,分子分母都為正,並且t增大時分母減小分子增大,所以f(t)是一個連續減函數,並且f(0)=1, [公式] ,存在唯一一個零點

令f(t)=0即 t=2

所以最大值就是f(2)=11

最小值是min{f(0),f(√13)}= [公式]


只求了個最大值。


求導。

一般只有這個辦法了。


FunctionRange[Sqrt[x - 1] + Sqrt[x + 26] + Sqrt[14 - x], x, y]

[公式]


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