三个不等_2道真题,讲透「基本不等式」的使用原则 | 真题精讲-11
「不等式」和「最值」之間有著非常天然的強(qiáng)聯(lián)系;基本不等式有3個(gè)非常明顯的形式特征;知識(shí)點(diǎn)的用法比知識(shí)點(diǎn)本身更重要。
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高考數(shù)學(xué) | 高頻真題100講?zhuanlan.zhihu.com今天我們來看2017年天津卷的數(shù)學(xué)高考題目,這道題同時(shí)出現(xiàn)在了天津卷的文科考卷跟理科考卷上,這也再一次的驗(yàn)證了我一直告訴你的一句話:高中數(shù)學(xué)的大部分知識(shí)點(diǎn),文科的考法跟理科的考點(diǎn)和考法是一樣的,你沒有必要給它們貼上特定的標(biāo)簽。
就比如這道天津省的高考題:
讀完題目后我們會(huì)發(fā)現(xiàn),這道題的解題方法很明顯需要用到基本不等式。如果你讀完題后根本想不到這個(gè)知識(shí)點(diǎn),那就說明你的知識(shí)學(xué)習(xí)存在很大漏洞,我們來回顧一下基本不等式的基本特點(diǎn)。
01、「基本不等式」的三個(gè)要點(diǎn)
我們每個(gè)人都懂基本不等式的公式,可是在考試中有一部分學(xué)生他們只是知道基本不等式的內(nèi)容,并不知道什么時(shí)候用這個(gè)基本不等式,我以前常說,一個(gè)知識(shí)點(diǎn)固然重要,但比知識(shí)點(diǎn)更重要的是知識(shí)點(diǎn)的考法。
所以我今天想談一談:你在什么時(shí)候想到用基本不等式。
首先,基本不等式的形式是a2+c2≥2ac,它是一個(gè)不等式,是一個(gè)可以用來求最值的公式,換句話來說,比如現(xiàn)在我們知道a2+c2的值,那么我們可以通過基本不等式求出a×c的 *最大值*,反之可以求出一個(gè)和的 *最小值* 。
——這其實(shí)是不等式的一條天然屬性:它可以用來求最值。所以下一次如果你讀題遇到求最值的問題,比較可行的一個(gè)思路是你要看看它能不能用基本不等式。
我在《高中數(shù)學(xué)15講》里談「不等式」這一章節(jié)時(shí)特別講了如何將不等式和「求最值」的問題進(jìn)行關(guān)聯(lián)思考的原則,如果你感興趣、可以在公眾號「效率研究所」左下角的「線上課程」。
當(dāng)然、求最值的方法有很多,基本不等式求最值只是其中的一種方法,這一點(diǎn)只能說是基本不等式的特征,算不得什么顯眼的特性,基本不等式真正獨(dú)特的地方在于:
我們高中數(shù)學(xué)學(xué)過成百上千的公式,可是只有一個(gè)公式能夠?qū)ⅰ讣臃ā购汀赋朔ā惯@兩種運(yùn)算關(guān)聯(lián)起來、并且相互轉(zhuǎn)換,這就是基本不等式——這一點(diǎn)、我們也可以從基本不等式的公式形式看出來。
所以,當(dāng)題目中出現(xiàn)了加法和乘法的轉(zhuǎn)換,我們很自然的就要想到基本不等式。
最后我還想說的是:當(dāng)你用基本不等式將一個(gè)加法運(yùn)算升格成為乘法運(yùn)算,你損失了加法這兩項(xiàng)的次數(shù)——這就是基本不等式的三個(gè)特點(diǎn)。
當(dāng)題目中出現(xiàn)了跟這三個(gè)特點(diǎn)有關(guān)系的內(nèi)容時(shí),我們一定要想到用基本不等式。
02、「基本不等式」的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用
我們回歸這道題本身,你可能已經(jīng)把題給忘了,我再貼一次題干:
請注意:題目要求最值——這是一條非常隱晦的提示,你要想到基本不等式可以用來求最值。
而且根據(jù)題目所求式子的形式,我們再思考一下基本不等式的特點(diǎn),我們很容易就可以想到用基本不等式來做。
我們遇到的主要困難是:題目中的式子的形式與基本不等式平方的形式不符——基本不等式講的是二次方的問題,但是這道題說的是四次方。
但是仔細(xì)觀察一下,其實(shí)發(fā)現(xiàn)a?可以轉(zhuǎn)化為(a2)2,4b?可以轉(zhuǎn)化為(2b2)2——在這里我們可以把a(bǔ)2和2b2看成一個(gè)整體,再用基本不等式放縮,得到a?+4b?≥4a2b2:
看上圖黃色的部分,現(xiàn)在我們已經(jīng)得到了與ab相關(guān)的式子,但是分子是a2b2的形式,分母是ab的形式,我們需要再用一次基本不等式降低分子的次數(shù)——這提示我們其實(shí)可以再用一次基本不等式。
最后得出式子4a2b2+1≥4ab,通過計(jì)算得出的最終答案是:最小值為4。
03、加 餐:重溫一道舊題目
在我們之前的 專 欄 中、我們用函數(shù)的方法講解了2017年北京卷文科數(shù)學(xué)的第11題,當(dāng)時(shí)我們用了把它轉(zhuǎn)化成了一個(gè)在固定區(qū)間上求解二次函數(shù)取值范圍的這種方法,這次我們再用不等式的方法從另一角度講解這道題:
我們先來看這道題,這道題按照正常思路,我們首先應(yīng)該將x+y=1平方,變?yōu)楹衳2+y2的式子,也就是(x+y)2=x2+y2+2xy=1,換句話來說,這道題被轉(zhuǎn)化成了求1-2xy的最值,而1是定值,所以式子的最值就由xy決定,這道題的重點(diǎn)就變成了求xy的最大值。
我們從x2+y2到xy,既要將加法運(yùn)算變?yōu)槌朔ㄟ\(yùn)算,又要進(jìn)行降次,這很明顯提示我們需要用到基本不等式:x2+y2≥2xy。
我們看下圖的黃色與藍(lán)色部分:
將x2+y2≥2xy和1-2xy兩式聯(lián)合,得到1≥4xy,xy的最大值為1/4,進(jìn)一步的計(jì)算可得x2+y2的最小值。
且題目中告訴我們x≥0,y≥0,所以我們可以認(rèn)為xy的最小值為最小非負(fù)整數(shù)0,所以x2+y2的最大值為1,這道求取值范圍的題目就結(jié)束了。
04、復(fù) 盤:從這道題目中學(xué)會(huì)了什么?
我們再來梳理一下「如何運(yùn)用基本不等式」這個(gè)問題。
這兩道題目都可以用基本不等式來做,而基本不等式這個(gè)知識(shí)點(diǎn)本身不重要,我們每個(gè)人都知道基本不等式,重要的是我們?nèi)绾胃鶕?jù)基本不等式的三條特點(diǎn)來判斷在何種情況下使用基本不等式?這三點(diǎn)非常重要:1.基本不等式可以求最值。
2.基本不等式高中數(shù)學(xué)唯一一個(gè)可以將乘法運(yùn)算和加法運(yùn)算聯(lián)系起來的公式
3.再用基本不等式將加法升格為乘法時(shí),損失了次數(shù)。
總的來說,單單學(xué)會(huì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)是不足以保證你能得高分的;只有知道這個(gè)知識(shí)點(diǎn)在什么情況下能用,這才能夠運(yùn)用到解題的過程中。
類似的問題在2018年的高考真題中也同樣出現(xiàn),用到了相同的解答策略,你可以在《萬劍歸宗十套卷第二期:2018年高考真題精講》中收聽這道相關(guān)題目的講解,歡迎你和大家一起學(xué)習(xí)。
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00 / 16天提升53分,我總結(jié)了6個(gè)關(guān)鍵學(xué)習(xí)方法(8000字干貨)
01 / 真題精講 - 01 | 分析「函數(shù)」的基本原則
02 / 真題精講 - 02 | 通過「定義域」構(gòu)建解題思路
03 / 真題精講 - 03 | 通過「單調(diào)性分析」構(gòu)建解題思路
04 / 真題精講 - 04 | 函數(shù)「對稱性」的條件識(shí)別原則
05 / 真題精講 - 05 | 使用正弦定理進(jìn)行「邊角互化」的基本原則
06 / 真題精講 - 06 | 從源頭追溯「余弦定理」& 文理科知識(shí)點(diǎn)的異同
07 / 真題精講 - 07 | 三角函數(shù)求最值的常規(guī)原則
08 / 真題精講 - 08 | 三角函數(shù)求最值的轉(zhuǎn)化思路
09 / 真題精講 - 09 | 題目條件可以「用了再用」
10 / 真題精講 - 10 | 影響平面向量和差模長的因素分析
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的三个不等_2道真题,讲透「基本不等式」的使用原则 | 真题精讲-11的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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