初中数学竞赛中最值问题求法应用举例1.docx

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初中数学竞赛中最值问题求法应用举例1

最值问题求法

例题

(1)、若实数a,b,c满足a2+b2+c2=9,则代数式(a-b)2+(b—c)2+(c-a)2的最大值是()

A.27B、18C、15D、12

 

例题

(2)、如果对于不小于8的自然数N,当3N+1是一个完全平方数时,N+1都能表示成K个完全平方数的和,那么K的最小值是()

A、1B、2C、3D、4

 

例题(3)、设a、b为实数,那么a2+ab+b2-a-2b的最小值是——————————。

 

例题(4)、已知实数a、b满足a2+ab+b2=1,则a2-ab+b2的最小值和最大值的和是————————。

 

例题5、若a、b满足3

+5∣b∣=7,则S=2

-3∣b∣的最大值为-------------------,最小值为--------------------。

 

(二)、直接运用a2+b2≥2ab(a+b≥2

)性质求最值。

例题(6)、若X>0,则函数Y=

的最小值。

 

例题(7)、已知a、b、c、d均为实数,且a+b+c+d=4,a2+b2+c2+d2=

,求a的最小值与最大值。

 

(三)、用一元二次方程根的判别式Δ=b2-4ac(结合韦达定理)求最值。

例题(8)、已知实数a、b、c满足a+b+c=2,abc=4,

求a、b、c中最大者的最小值;

求∣a∣+∣b∣+∣c∣的最小值。

 

例题(9)、求函数Y=

的最小值。

 

(四)、用绝对值的几何意义和取零点、分段讨论法求最值。

例题(10)、

是一个五位自然数,其中a,b,c,d,e为阿拉伯数字,且a

 

例题(11)、求代数式│X-1│+│X-2│+│X-3│+…+│X-2003│的最小值。

,求代数式│X-1│+│X-2│+│X-3│+…+│X-2004│的最小值。

 

(五)、用二次函数图象性质求最值。

例题(12)、若│y│≤1,且2x+y=1.则2x2+16x+3y2的最小值是——————。

 

例题(13)、设m是不小于-1的实数,使得关于X的方程X2+2(m-2)X+m2-3m+3=0有两个不相等的实数根X1,X2。

的最大值。

 

(六)、用方程组消元(也称主元代换法),再用不等式组确定字母取值范围,在字母约束条件下求最值。

例题(14)、已知三个非负数a、b、c满足3a+2b+c=5,2a+b-3c=1,若Q=3a+b-7c,求Q的最大和最小值。

 

(十)、用整数的性质求最值。

例题(15)、若对于n≥2存在整数a1,a2,…,an使得a1+a2+…+an=a1a2…an=1990,则n的最小值是————————。

 

(十一)、用数学建模求应用题的最值。

例题(21)、某蔬菜基地种植西红柿,由历年的市场行情知,从二月一日起的250天内,西红柿的市场售价P与上市时间t的关系用图(3-1)中的一条线段表示;西红柿的种植成本Q与上市时间t的关系可用图(3-2)中的抛物线来表示。

(市场售价P和种植成本Q的单位:

元/102kg,时间单位:

天)。

若认定“市场售价-种植成本=纯收益”,问何时上市的西红柿纯收益最大?

解:

如图(3-1)得函数关系式为:

P=300-t(0≤t≤250).

如图(3-2)得函数关系式为:

Q=

(t-150)2+100(0≤t≤250).

纯收益S=P-Q=-

(t-50)2+100.即从二月一日开始的第50天上市西红柿的纯收益最大。

【说明:

此类生活中的数学问题,具有强烈的时代气息,来源于生活生产实际,是近年来各级各类竞赛考试的热门试题,综合性强,知识的涉及点多,知识的应用要求高,在辅导中要引起重视。

(十二)、练习题:

1、已知:

a<0,b≤0,c>0,且

=b2-2ac,求b2-4ac的最小值。

【把已知条件两边平方后得ac=b-1,代入b2-4ac就能求得最小值4。

2、已知在直角坐标系中有三点A(0,1)、B(1,3)、C(2,6),直线Y=aX+b上横坐标为0、1、2的三点为D、E、F,试求a、b的值,使DA2+EB2+FC2取得最小值。

【把D、E、F三点的纵坐标用含a、b的代数式表示,然后把DA2+EB2+FC2用含a、b的二次式表示,配方后求出最小值。

当a=5/2,b=5/6,最小什为1/6。

3、设X1,X2是关于X的方程X2+aX+a=2的两个实数根,则(X1-2X2)(X2-2X1)的最大值为——————。

4、求函数Y=X4+X2+1的最小值。

【Y=(X2+1)2+

,当X=0时Y最小值是1。

5、四边形ABCD的面积为32,AB、CD、AC的长都是整数,且它们的和为16,

这样的四边形有几个?

这样的四边形边长的平方和的最小值是多少?

【先由AB=a、CD=b、AC=m都是正整数,且四边形ABCD面积=三角形ABC面积+三角形ACD面积=1/2aha+1/2bhb≤1/2(a+b)m,当且仅当ha=hb=m时等号成立,这时AB‖CD,即四边形ABCD为平行四边形或梯形,且AC是高。

又从(a+b)m≥32,a+b+m=16得满足条件的四种情况。

6、

设实数a,b满足a2-bc-8a+7=0

b2+c2+bc-6a+6=0,则a的最大值与最小值的和是________________。

【先由原方程组求出b2+c2,bc用a表示的代数式,再由(b-c)2≥0解不等式a2-10a+9≤0求得1≤a≤9,所以a的最大值为9,最小值为1。

7、如果a,b,c是实数,且满足关系式b2+c2=2a2+16a+14与bc=a2-4a-5,那么a的最大值与最小值的和是________.【用(b-c)2≥0】

8、若M=(X+1)(X+2)(X+3)(X+4)+50,则M的最小值是________.

9、若M=4X2-12XY+10Y2+4Y+9,则当X=_____Y=_____时M的值最小,M的最小值为_______。

10、正实数X、Y、Z满足XY+YZ=10,则X2+5Y2+4Z2的最小值是_______。

【由XY+YZ=10得4XY+4YZ=40,则X2+5Y2+4Z2=(X-2Y)2+(Y-2Z)2+40,当X=2Y且Y=2Z时原代数式有最小值40。

11、实数P、Q、R满足P+Q+R=5,PQ+QR+RP=3,则R的最大值是______。

【令P=(5-R)/2+d,Q=(5-R)/2-d,代入PQ+QR+RP=3得3R2-10R-13=-4d2,解不等式3R2-10R-13≤0得R的最大值是13/3。

也可用⊿法解。

12、若X为正实数,求Y=X2-X+

的最小值。

【Y=(X-1)2+(

-

)2+1,当X=1时Y有最小值1。

13、已知xy=1,那么代数式

的最小值是_________。

14、若x>0,则函数y=

的最小值是________。

15、若x≠0,则y=

的最大值是________。

【y=

=

16、已知函数y=x2+(a-1)x+2a2-2a-100,且存在实数x,使得y≤0,则满足条件的最大整数a的值是________。

【⊿≥0】

17、若x为实数,求函数y=

的最小值。

【用根的判别式,

18、求函数y=

的最大值。

【13/3】

19、已知实数a,b,c满足a+b+c=0,abc=8,且c>0,则c的最小值是________。

【用韦达定理和根的判别式,2

20、已知x,y,z是实数,并且满足x+y+z=0,xyz=2,则z的最小值是_______,∣x∣+∣y∣+∣z∣最小值是_________。

【用⊿法,结果为2、4】

21、在四边形ABCD中,AD=DC=1,∠DAB=∠DCB=900,BC,AD的延长线交于P,求AB·SΔABP的最小值。

【设PD=x,得AB·SΔABP=

=y,用⊿法求得最小值是2-

22、已知

-1≥x-

求∣x-1∣-∣x+3∣最大值和最小值。

【4,-36/11。

23、设x为实数,y=∣x+2∣+∣x-4∣,求y取最小值时的所有实数x。

【-2≤x≤4。

24、已知y=∣x-1∣-∣2x∣+∣x+2∣,且-2≤x≤1,则y的最大值与最小值的和是()

A.0B.2C.4D.5【选B】

25、∣m-2∣+∣m-4∣+∣m-6∣+∣m-8∣最小值是()

A.4B.6C.8D.12【选B】

26、设a为实数,若二次函数y=x2-4ax+5a2-3a的最小值为m,当a满足0≤a2-4a-2≤10时,求m的最大值。

【由0≤a2-4a-2≤10得2+

≤a≤6或-2≤a≤2-

求得m的最大值为18。

27、设P是实数,二次函数y=x2-2Px-P的图像与X轴有两个不同交点A(x1,0)、(x2,0),若A、B两点之间的距离不超过∣2P-3∣,求P的最大值。

【9/16】

28、印刷一张矩形广告,它的印刷部份的面积是32dm2,上、下各空白1dm,两边各空白0·5dm,设印刷部份从上到下的长度是xdm,四周空白处的面积为Sdm2,要使四周空白处的面积最小,这张矩形广告纸的长和宽各是多少?

【用⊿法或x+1/x≥2

长是9dm,宽是6dm.】

29、在平面直角坐标系中,二次函数图象的顶点坐标为(4,-

),且在X轴上截得的线段AB长为6,请在Y轴上求一点P,(不写作法)使PA+PB的值最小,并求P点坐标。

【轴对称法,2

30、平面直角坐标系中,有点P(-1,-2)和Q(4,2),取点R(1,m),求当m为何值时,PR+QR有最小值。

【因为点P、Q在直线x=1的两侧,所以只要求出过点P、Q的直线方程,然后求直线PQ直线x=1的交点坐标。

m=-2/5】

31、若a,c,d是整数,b是正整数,且满足a+b=c,b+c=d,c+d=a.那么a+b+c+d的最大值为()

A.–1B.–5C.0D.1【选B】

32、已知x2+xy+y2=2,求x2-xy+y2的最大值和最小值。

【6,1/3】

33、已知a,b是正数,抛物线y=x2+ax+2b与y=x2+2bx+a都与x轴有公共点,则a2+b2的最小值是_________。

【当a=4,b=2时,最小值为20。

34、已知x,y,z是三个非负有理数,且满足3x+2y+z=5,x+y+z=2,设S=2x+y-z,求S的最大和最小值。

【把y、z用x表示,然后确定x的取值范围,就可通过解不等式组求S的最值。

35、在ΔABC中,∠A≤∠C≤∠B,且2∠B=5∠A。

求∠B的最大和最小值。

【750,1000】

36、圆周上依次相连排列着十个圆,要将1,2,3,…,10这十个数分别填入十个圆圈内,使任意连续相邻的五个圆圈内的数的和均不大于某个整数M,求M的最小值并完成你的填图。

【根据题意建立不等式组,确定M≤27·5,M的最小值为28,填法有多种:

如10,7,6,3,2,9,8,5,4,1就是一种。

37、如图,ΔABC的边AB=2,AC=3,ⅠⅡⅢ分别表示以AB、BC、AC为边的正方形,则图中阴影部分面积和的最大值是_______。

【把三角形ECD绕点C顺时针旋转900,得三角形ECF,点C为FA的中点,ΔBCF的面积=ΔABC的面积,即ΔECF的面积=ΔABC的面积,所以阴影部分面积和=3ΔABC的面积。

而ΔABC的面积≤1/2AC·AB,只有当∠BAC=900时等号成立。

面积和的最大值为9。

38、ΔABC中,BC=a,AC=b,以AB为边向ΔABC外作等边ΔABD,问当∠ACB为多少度时,C、D两点的距离最大?

最大值是多少?

若以AB为边向外作正方形ABDE,问当∠ACB为多少度时,点C到正方形ABDE的中心O的距离最大?

最大值是多少?

【如图6-1,把△DBC绕点D逆时针旋转600,点B与A重合,得△DAE≌ΔDBC,且ΔDEC是等边三角形,当C、A、E三点共线时,CD的值最大。

此时∠ACB=1200,CD的最大值是a+b.在图6-2中,同理可得当∠ACB=900时,CO的最大距离为

(a+b)。

39、将形状为等腰三角形的铁片改制成有一个内角为450的平行四边形,问怎样做才能使材料的利用率最高?

(接缝处材料损失不计)

【取AC、BC中点D、E,连结DE,把ΔCDE绕点E逆时针旋转1800,得ΔEBF,则ΔEBF≌ΔECD,这时四边形ADFB是平行四边形。

它的面积就等于ΔABC的面积,材料利用率最高。

40、代数式rvz-rwy-suz+swx+tuy-tvx中,r、s、t、u、v、w、x、y、z可以取1或者-1。

(1)证明代数式的值为偶数;

(2)求这个代数式所能取到的最大值。

中六项的值均为1或-1,且个数同奇同偶,所以和必为偶数;

六式相乘积为-(rstuvwxyz)2=-1,所以这六项中至少有一项为-1,这六项的和最多是5-1=4,取u、x、y为-1,其它字母为1,原式的最大值为4.】

41、设a、b、c是互不相同的自然数,ab2c3=1350,则a+b+c的最大值是_______。

【1350=2×33×52=(2×33)×52×13=(2×52)×12×33=(2×3×52)×32×13,所以有四解。

42、求能使n3+100被n+10整除的最大整数n的值。

=

=n2-10n+100-

n的最大值为890。

43、一个正整数除以5、7、9、11的余数依次为1、2、3、4,求满足上述条件的最小正整数。

【设这个数为P,则P-1能是5的倍数,P-2是7的倍数,P-3是9的倍数,P-4是11的倍数,且5、7、9、11、互质,5、7、9、11的最小公倍数是1731,】

44、已知x,y,z为自然数,且x

【先用x替换y、z,得x+y+z=x+3999,当x最大时,x+y+z的值也最大,由1999-x≥1(y是自然数),1999-x>x(已知y>x),2000+x≥1(z是自然数),所以1≤x<999·5,所以x=999,x+y+z的最大值是4998。

45、设正整数a、b、c、d满足条件a/b=b/c=c/d=5/8,则a+b+c+d的最小值是________。

【因为a=5/8·b,所以8∣b;同理d=8/5·c=64/25·b,25∣b;所以200∣b,当b=200时,a+b+c+d=1157是最小值。

46、已知x+y+z=1,且0≤x≤1,0≤y≤1,2y+z≥

求M=2x+5y+4z的最大值和最小值。

【由x+y+z=1,z=1-x-y,M=-2x+y+4,y=2x+M-4;又由0≤x≤1,0≤y≤1,y≥x+

,得x、y只能在如图(7)所示的阴影区域内变化,而M-4为直线在y轴上截距,随着M的变动,形成了一系列平行直线,M-4在0到1之间变化,所以4≤M≤5,M的最小值是4,最大值是5。

西塘中学杨孝华

2004、12、3

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