1、2.4最大值与最小值问题,优化的数学模型1.理解最值概念,并能应用柯西不等式、平均值不等式求函数的最值.2.能利用不等式解决有关的实际问题.教材整理最值问题,优化的数学模型1.最值设D为f(x)的定义域,如果存在x0D,使得f(x)f(x0)(f(x)f(x0),xD,则称f(x0)为f(x)在D上的最大(小)值,x0称为f(x)在D上的最大(小)值点.寻求函数的最大(小)值及最大(小)值问题统称为最值问题,它属于更一般的问题极值问题的一个特别的情况.2.分离常数法分离常数法就是在分子中凑出与分母相同的项,然后约分.这在求含有分式的最值问题时经常用到.这种类型的最值问题也可以用去分母的方法转化
2、成关于x的二次方程,然后利用判别式求最值.用平均值不等式来解此类问题时,特别要注意等号成立的条件.1.已知0x1,则x(1x)取最大值时x的值为()A.B.C.D.【解析】0x1,x(1x),当且仅当x时取等号.【答案】B2.已知t0,则函数y的最小值为_.【解析】t0,yt4242.【答案】2预习完成后,请将你的疑问记录,并与“小伙伴们”探讨交流:疑问1: 解惑: 疑问2: 解惑: 疑问3: 解惑: 利用柯西不等式求最值设x0,y0,z0,a,b,c,l,m,n是给定的正数,并且axbycz为常数,求的最小值. 【导学号:38000045】【精彩点拨】题设中的与的形式符合柯西不等式的形式,可
3、以借助柯西不等式求式子的最值.【自主解答】由柯西不等式得()2,所以.由柯西不等式成立的条件得xk,yk,zk.其中,k.它们使得axbycz,且,所以的最小值为.利用柯西不等式求最值时,必须验证等号成立的条件是否满足.2.设x,y,zR,且1.求xyz的最大值和最小值.【解】根据柯西不等式,知,当且仅当,即x,y1,z或x,y3,z时等号成立.251(xyz2)2.|xyz2|5,3xyz7,即xyz的最大值为7,最小值为3.利用二次函数求最值某地区地理环境偏僻,严重制约着经济发展,某种土特产品只能在本地销售,该地区政府每投资x万元,所获利润为P(x40)210万元,为顺应开发大西北的宏伟决
4、策,该地区政府在制订经济发展十年规划时,拟开发此种土特产品,而开发前后用于该项目投资的专项财政拨款每年都是60万元,若开发该产品,必须在前5年中,每年从60万元专款中拿出30万元投资修建一条公路,且5年可以修通,公路修通后该土特产品在异地销售,每投资x万元,可获利润Q(60x)2(60x)万元.问:从10年的总利润来看,该项目有无开发价值?【精彩点拨】分别求出开发前、后该项目10年利润的最大值,比较大小即可.【自主解答】若按原来投资环境不变,由题设知,每年只需从60万元中拿出40万元投资,可获最大利润10万元.这样10年总利润最大值为W1010100(万元).若对该产品开发,则前5年中,当x3
5、0时,Pmax,前5年总利润为W15(万元);设后5年中,x万元用于本地销售投资,60x万元用于异地销售投资,则总利润W2555(x30)24 500,当x30时,(W2)max4 500.10年总利润最大值为4 500(万元).因4 500100,故该项目具有极大的开发价值.1.本题实际上是两个二次函数的叠加问题,叠加后的二次函数最值要比叠加前的二次函数最值大,从而得解.本题的现实意义也很大.2.解不等式应用题的步骤(1)认真审题,抓住问题中的关键词,找准不等关系;(2)引入数学符号,用不等式表示不等关系,使其数学化;(3)求解不等式;(4)还原实际问题.2.某农贸公司按每担200元收购某农
6、产品,并按每100元纳税10元(又称征税率为10个百分点),计划可收购a万担,政府为了鼓励收购公司多收购这种农产品,决定将征税率降低x(x0)个百分点,预测收购量可增加2x个百分点.(1)写出税收y(万元)与x的函数关系式;(2)要使此项税收在税率调节后,不少于原计划税收的83.2%,试确定x的取值范围.【解】(1)降低税率后的税率为(10x)%,农产品的收购量为a(12x%)万担,收购总金额为200a(12x%)万元.依题意:y200a(12x%)(10x)%a(1002x)(10x)(0x10).(2)原计划税收为200a10%20a(万元).依题意得:a(1002x)(10x)20a83
7、.2%,化简得,x240x840,42x2.又0x10,0x2,x的取值范围是00).(2)由Vha2(h0),易得V.h22,V.等号当且仅当h,即h1时取得.故当h1米时,V有最大值,V的最大值为立方米.最值问题1.已知x1,y1,且lg xlg y4,那么lg xlg y的最大值是()A.2B.C.D.4【解析】4lg xlg y2,lg xlg y4.【答案】D2.已知a,b为正数,且ab1,则()2的最大值是() 【导学号:38000046】A.2 B.C.6D.12【解析】()2(11)2(1212)(4a14b1)22(412)12,当且仅当,即ab时等号成立.【答案】D3.数列
8、an的通项公式an,则数列an中的最大项是()A.第9项B.第8项和第9项C.第10项D.第9项和第10项【解析】an,当且仅当n,即n3时等号成立.又n为正整数,检验可知选D.【答案】D4.函数y5的最大值为_.【解析】因为函数的定义域为,且y0,则y56.当且仅当5时,等号成立,即x时,函数取最大值6.【答案】65.(1)求函数y的最小值;(2)求函数ycos2x(1sin x)的最大值;(3)设x1,求函数ylog2xlogx4的最小值.【解】(1)设l,则l2,于是yl.y1,当l2,)时,y0,即在2,)上函数单调递增,当l2,即x0时,y取得最小值,最小值为y2.(2)y(1sin2x)(1sin x)(1sin x)(1sin x)(1sin x)4(1sin x)44.等号成立1sin xsin x,方程sin x有解,于是函数ycos2x(1sin x)有最大值.(3)当x1时,log2x0,logx40,于是ylog2xlogx4log2x2.等号成立log2xlog2x(log2x舍去)x2,于是ymin2.我还有这些不足:(1) (2) 我的课下提升方案:(1) (2)