【一题多解】2011年浙江理第16题

稍微复习下上周的习题

【例题】设的等比中项,则的最大值为__________.

咱们用了六种方法,分别是

【法一】利用函数单调性处理。

【法二】利用方程思想处理。

【法三】利用三角换元法处理。

【法四】利用向量法处理。

【法五】利用数形结合。

【法六】利用猜想。

 

那么话接回上一次课的练习题,咱们今天来讨论一下:

【例题】,为实数,若,则的最大值是__________.

不难想到我们可以利用方程的思想解决此题,构造方程,将所求的表达式当做方程的系数,于是得到解法一:

【法一】利用方程思想处理。

代入

 

但是当我们去思考其他解法的时候,好像就遇到困难了,在这,我们先来看几种解法,再总结:

【法二】利用三角换元法处理。

 

,令

【法三】利用向量法处理。

 

有的同学就会问了,说老师啊,解法我都能看明白,但你这数字也太凑巧了吧,怎么可能想得到?

问得好,那咱们就来挖一挖本道题的本质。

挖本质之前,咱们先大概聊一下数学发展的历史的最开始阶段

公元前500年左右,数学的确是有关数字的一种学问。这是古埃及和古巴比伦时期的数学。在这些文明中,数学所包括的,几乎都以算术为主。他大部分属功利取向,而且充满了“食谱”的特色(比如,“对一个数字这样做,再那样做,你将会得到答案”)

从大约公元前500年到公元300年的这一时期,是希腊数学的时代。古希腊的数学家主要关心几何学。诚然,他们按几何方式,将数字视为线段长之度量,而当他们发现有数字缺乏对应的线段长时,有关数字的研究就停顿下来了。对于希腊人而言,由于他们强调几何学,所以,数学不止研究数字,而且也是有关形状的学问。

那么咱们就来看一看这道“代数”题有什么几何意义吗?

通过GGB的作图(如法四图),我们发现题目所给的条件的这个图看起来好像是一个椭圆?如果真的是椭圆,咱们就可以将当做一条直线了,也就是这条直线(斜率固定为)与椭圆有公共点的时候,截距的最大值(此种思考方式为线性规划,在参与新高考模式的城市中,线性规划不做考点,但笔者建议稍作了解),于是有了

【法四】利用数形结合

geogebra

geogebra

 

实际上一般二元二次方程所表示的曲线为圆锥曲线,现在同学们是不是恍然大悟,为什么圆的一般方程省略掉了,因为咱们学习的圆锥曲线是对称中心(对称轴)在坐标原点(坐标轴)的特殊的圆锥曲线,而圆又是特殊的椭圆。所有的二元二次方程都可以当做圆锥曲线,那么到底什么时候是椭圆,什么时候是双曲线,什么时候是抛物线呢?学有余力的同学可以先行探究,咱们之后的“一题深挖”环节会对此研究探讨。

 

 

 

当然最后我们再来介绍4种其他解法供读者学习,读者可自行总结,也可邮件或后台留言给笔者探讨:

 

【法五】方程的思想&函数的思想

角度一:求导

角度二:令

 

 

【法六】利用对偶原理

 

 

【法七】构造基本不等式

当且仅当时取等号

 

【法八】齐次化

 

时,

时,

 

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