多元函数求最值

1、多元函数求最值问题一.【问题背景】多元函数是高等数学中的重要概念之一，但随着新课程的改革，高中数学与大学数学知识的衔接，多元函数的值域与最值及其衍生问题在高考试题中频频出现，因其技巧性强、难度大、方法多、灵活多变而具有挑战性，成为最值求解中的难点和热点。同时，多元函数最值问题中蕴含着丰富的数学思想和方法，而且有利于培养学生联想、化归的解题能力。因此，怎样求多元函数的最值，是师生们非常关注和必须解决的问题，也是高考考生们必须具备的解题技能。二.【常见的方法】导数法、消元法、均值不等式法（“1”代换）、换元法（整体换元 三角换元）、数形结合法、柯西不等式法、向量法等主要思想方法：数形结合、化归思想

2、等三.【范例】例1：已知实数满足，且，则的最小值为 。 方法一 因为，所以 当且仅当取等号，故的最小值【评注】这是一个二元函数的最值问题，通常有两个途径，一是通过消元，转化为一元函数，再用单调性或基本不等式求解，二是直接用基本不等式，因已知条件中既有和的形式，又有积的形式，不能一步到位求出最值，考虑用基本不等式放缩后，再通过不等式的途径进行。 方法二 利用不等式，引证： 记向量，因为 所以 ，则 【评注】在求有些多元函数的最值时，恰当构造向量模型，利用向量数量积的性质，常可使复杂问题变得简单明了，使繁琐的解题显得巧妙自然。 方法三 因为 ，所以 又因为 当且仅当取等号【评注】该解法利用条件将不

3、等式放缩后，通过消元，转化为一元函数，再用基本不等式求解。 方法四 因为 ，所以 ，其中记 ，因为 ，令 ，得 由于 在上递减，在上递增故 ，所以 的最小值【评注】该解法充分体现了数学中的消元思想，将二元函数的最值转化为一元函数的最值，从而利用导数研究函数最值，但在处理过程中充分考虑变量的取值范围，否则容易出错。例2： 已知任意非零实数x，y满足3x24xy(x2y2)恒成立，则实数的最小值为_方法一：依题可得 因为均不为，故，所以 【评注】关注各项系数，直接利用基本不等式放缩，构思巧妙。方法二：因为均不为，所以 令，则 ，记 ，由导数法可知 因为 ，所以 【评注】利用消元思想，转化为函数最值

4、，用导数法解决，是通解通法。方法三：因为 所以 当时，则 显然不成立 当时，同除得 故 解得 【评注】利用消元思想，转化为不等式恒成立问题，通过“”法解决，但此法局限于二次问题。变式练习：对于一切正数恒成立，则实数的最小值为 。例3：设实数满足，则的最小值为 。方法一：因为 所以 故 的最小值为【评注】根据条件进行放缩，利用配方法解决问题。方法二：因为 所以 又因为 故 故 的最小值为【评注】根据条件进行放缩，关注到基本不等式，同时有整体配方思想。方法三：换元法 令 故 的最小值为【评注】通过换元，利用三角函数的有界性解决问题。变式练习：已知R，且，则的最大值是 。例4：已知正实数满足，则的最大值为 .方法一：利用不等式可得 ，则 的最大值为【评注】直接利用基本不等式解决问题。方法二：由 可得 ，则因为 ，此两处取号时均为 故 【评注】两次运用基本不等式，注意等号成立的条件。方法三：因为 由 可得 ，则 ，所以 的最大值为方法四：令 ，则 令 ，则 于是 ，由于函数在区间上递增，故当时，取最大值四巩固练习1.设实数，若不等式对任意都成立，则的最小值为