一类无理函数最值问题的常见解法

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  题目 已知函数的最大值为M,最小值为m,则的值为()。
  解法1:平方法。
  函数f(x)的定义域为[-3,1]。
  令
  由g(x)的图像可知:当z∈[-3,-1]时,g(x)单调递增;当x∈[-1,1]时,g(x)单调递减。故当x∈[-3,-1]时,g(x)的最大值为g(-l)=4,最小值为g(-3)=g(1)=0。
  故
  又厂(x)>0,从而
  故,m=2。
  解法2:构造向量法。
  函数f(x)的定义域为[-3,1]。
  设向量
  设向量a、6的夹角为θ。
  根据图像,当,即x=-l时,cosθ取得最大值l,则a·b的最大值为,即f(x)的最大值为;当0或,即x=1或x=-3時,cosθ取得最小值,则a·b的最小值为2,即f(x)的最小值为2。
  故,m=2。
  注:也可利用|a·b|≤|a|·|b|,即,当且仅当,即x=-l时,等号成立,得。
  解法3:三角换元法。
  函数f(x)的定义域为[-3,1]。
  设。易得y>0。
  令,则
  由,且1,得:当时,y取得最小值2,即f(x)取得最小值2;当时,y取得最大值,即f(x)取得最大值。
  故,m=2。
  解法4:数形结合法。
  设,则且
  方程(l)表示斜率为-1的线段ι;方程(2)表示以(0,0)为圆心、半径为2的圆周的1/4(不妨设为曲线c)。
  原问题可转化为:线段ι过曲线C上的点,求线段ι在v轴上的截距y的取值范围。
  结合图像,可得:当线段ι过曲线C上的点(O,2)和(2,O)时,y取得最小值2;当线段ι与曲线C相切时,y取得最大值,易求得该最大值为。 对于形如(ac≠0,其中(ax b) (cx d)为常数)的无理函数最值(值域)问题,除了用上述方法解决,还可利用导数法等方法解决。
  跟踪训练
  1.求函数的最大值和最小值。
  2.求函数的值域。
  参考答案:l.y的最小值为1,最大值为。2.所求值域为。
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