基本不等式求最值

时间:2025-02-15 07:41:42 单机游戏

利用基本不等式求最值时,需要注意以下三个条件:

一正 :各项必须为正数。

二定:

要求和的最小值时,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值时,必须把构成积的因式的和转化成定值。

三相等:

利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号,则这个定值就不是所求的最值。

直接法:

条件和问题间存在基本不等式的关系。

配凑法:

凑出“和为定值”或“积为定值”,直接使用基本不等式。

代换法:

适用于条件最值中,出现分式的情况,通过代换使问题简化。

消元法:

当题目中的变元比较多的时候,可以考虑削减变元,转化为双变量或者单变量问题。

构造不等式法:

寻找条件和问题之间的关系,通过重新分配,使用基本不等式得到含有问题代数式的不等式,通过解不等式得出范围,从而求得最值。

示例

求函数 $f(x) = ax^2 + bx + c$ 的最小值($a > 0$)

配凑法

将 $f(x)$ 写成完全平方的形式:$f(x) = a(x - h)^2 + k$,其中 $h = -\frac{b}{2a}$,$k = c - \frac{b^2}{4a}$。

因为 $a > 0$,所以 $f(x)$ 的最小值为 $k = c - \frac{b^2}{4a}$,当且仅当 $x = h$ 时取到最小值。

判别式法(万能K法)

对于二次函数 $f(x) = ax^2 + bx + c$,利用判别式 $\Delta = b^2 - 4ac$。

当 $a > 0$ 时,函数的最小值为 $f\left(-\frac{b}{2a}\right) = c - \frac{b^2}{4a}$,当且仅当 $\Delta \leq 0$ 时取到最小值。

通过以上方法和注意事项,可以有效地利用基本不等式求解最值问题。