在高考数学试卷中,有一些简单小题,也有一些小综合的难度稍微大的题,更有一些以复杂技巧性大的题形式出现. 在解答这类问题的时候,要时刻留心最值存在的条件以及未知数的取值范围等. 对于极值与最值在实际问题中的求解,将有利于培养学生认真严谨的思维能力,有利于培养学生灵活运用知识的能力,有利于培养学生自觉处理问题的习惯. 极值与最值问题涉及到的数学分支颇多,比如几何、代数、微积分、变分法、规划论、组合数学,对于广大中学生来说,求解过程并不是很容易.
极值与最值是两个不同概念,两者之间存在区别的同时又有紧密联系. 极值是一个局部概念,它所考虑的范围只针对某个邻域,而最值是一个全局概念,它所考虑的整个区间范围. 最大值和最小值一般是在极值点(也就是稳定点)、端点以及不可导点处取得. 换言之,极值可能是最小值或最大值,但反过来却不成立. 以下我们将具体探讨极值与最值的关系.
2 函数极值与最值两者间的关系
2.1 最值与极值的定义
定义1[1]:设函数 的定义域为 ,如果存在实数 满足:①对于任意实数 ,都有 ( ) ,②存在 ∈D.使得 ,那么,我们称实数 是函数 的最小(大)值.
定义2[1]:若函数 在 的一个领域 有定义,且对 的所有点,都有 ,
则称 是函数 的一个极大值. 反之, 即为一个极小值.
从数学应用中涉及最值问题的求解挖掘出关于极值的概念. 根据极值定律[4],闭区域的连续函数必有最大值或者最小值. 最重要的问题是它在哪些点处取得最小值,又在何处达到最大值. 如果极值点不是边界点,就一定时内点[6].
2.2 最值与极值的关系
以下以例1为例具体说明极值与最值的关系.
例1 求函数.
(1) ;
(2) ( )的极值与极值点.
针对这样类型的题目,学生最常出现以下这种错误的解题过程:
误解 因 = ,
当 = 、 时, = ;
当 = 、 、 时, ;
当 = 时, .
与 的极小值均为 ,极小值点为当 、 时. 与 的极小值均为 ,极大值点为 .
对上述解题过程我们分析得出其错误所在:
(1)在误解中因为 = ,就错误地认为是 与 有相同的极值,其实不然,对于同一函数方程式,当两者所取区间范围不同时,其极值的取值会发生天翻地覆的变化.
(2) 是函数 的最大值便误以为是其极大值,说明将函数的极值与最值的区别和联系混淆了.论文网
(3) 是函数 的极小值,但误解中丢掉了,说明对于某些形式不复杂、较容易的复合函数不能一步到位的求解成功.
为了避免解法中所产生的错误,必须重视对中学生关于函数的极值、最值概念的教学,使他们能够深刻理解其二者的关系. 这要求教师在讲解极值和最值概念时,应该挖掘出它们的内涵,并向学生一一详细的展示比较过程,通过比较揭示出他们的区别,然后再启发学生在它们的区别中体会它们的内在联系,以便于学生透彻理解、掌握这两个概念.
现将极值与最值总结如下:
极值是一个局部概念,它所考虑的范围只针对某个邻域,而最值是一个全局概念,它所考虑的整个区间范围. 最大值和最小值一般是在极值点(也就是稳定点)、端点以及不可导点处取得. 换言之,极值可能是最小值或最大值,但反过来却不成立. 高考数学中的极值与最值问题(2):http://www.751com.cn/shuxue/lunwen_74600.html