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二次函数解决平面向量最值(用二次函数解决几何最值问题)

二次函数解决平面向量最值(用二次函数解决几何最值问题)

更新时间:2025-06-03 00:37:07

二次函数解决平面向量最值

学生在初中阶段接触最多的,而且觉得比较难以理解的函数便是二次函数.为了使学生更好地理解函数的单调性的作用,笔者补充了一节关于求二次函数最值问题的探究性的课.这节课一方面起到了扩充知识的作用,提高学生对知识的应用能力;另一方面培养学生的探究意识和数形结合的思想方法.

  一、分类举例

  1.轴定区间定问题

  【例1】 求二次函数f(x)=x2-2x-3在以下区间上的最值.

  (1)x∈[-2,0];(2)x∈[0,3];(3)x∈[2,4].

  分析: f(x)=(x-1)2-4.

  ①若对称轴在给定区间的右侧或左侧,此时函数在该区间上是单调函数,最大值和最小值分别在区间端点处取得,比如本题的(1)(3)小题;

  ②若对称轴穿过区间,此时函数在该区间上先减后增,最小值在对称轴处取得.而最大值在端点处取得.此时只需计算哪个端点处的函数值较大即可,或比较哪个端点距离对称轴较远(端点离对称轴越远,函数值越大)即可,比如本题的(2)小题;

  ③函数的最大、最小值只在区间的端点或对称轴处取得.

  2.轴定区间变问题

  【例2】 求二次函数f(x)=x2-2x-3在区间[t,t+2]上的值域.

  分析:随着区间位置的改变,对称轴和区间的相对位置对函数值域的影响便一目了然了.

  ①当对称轴位于区间的左侧,即t≥1时,函数f(x)在区间[t,t+2]上为增函数,此时f(x)的取值范围是f(t)≤f(x)≤f(t+2);

  ②当对称轴位于左半区间,即t≤1≤t+1时,函数f(x)在区间[t,t+2]上是先减后增,右端点t+2距离对称轴较远,此时f(x)的取值范围是f(1)≤f(x)≤f(t+2);

  ③当对称轴位于右半区间,即t+1≤1≤t+2时,函数f(x)在区间[t,t+2]上也是先减后增,此时是左端点t距离对称轴较远,所以f(x)的取值范围是f(1)≤f(x)≤f(t);

  ④当对称轴位于区间的右侧,即t+2≤1时,函数f(x)在区间[t,t+2]上为减函数,此时f(x)的取值范围是f(t+2)≤f(x)≤f(t).

  部分学生可能只讨论了三种情况,将②③合并,这是出错的主要原因.

  3.轴变区间定问题

  【例3】 求函数f(x)=x2-2mx+2在区间[-1,1]上的值域.

  分析:对称轴x=m可改变,对称轴与区间[-1,1]的相对位置也是变化的,仿照例2可以求出函数的值域.

  ①当对称轴位于区间的左侧,即m≤-1时,有f(-1)≤f(x)≤f(1);

  ②当对称轴位于左半区间,即-1≤m≤0时,有f(m)≤f(x)≤f(1);

  ③当对称轴位于右半区间,即0≤m≤1时,有f(m)≤f(x)≤f(-1);

  ④当对称轴位于区间的右侧,即m≥1时,有f(1)≤f(x)≤f(-1).

  4.轴变区间变问题

  【例4】 求函数f(x)=x2-2mx+2在区间[a,b]上的值域.

  分析:还是同前面的例子相同的讨论.

  ①当对称轴位于区间的左侧,即当m ②当对称轴位于左半区间,即a≤m≤

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