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一道双变元代数式最值的探究论文

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2023-08-01 09:53:42    来源:    作者:liuhong

摘要:本文结合一道双变元代数式最值的剖析,挖掘条件,合理变形,有效融合,奇思妙想,切入多变,破解策略多样,方法精彩纷呈,有效指导数学教学.

  摘要:本文结合一道双变元代数式最值的剖析,挖掘条件,合理变形,有效融合,奇思妙想,切入多变,破解策略多样,方法精彩纷呈,有效指导数学教学.

  关键词:双变元代数式换元;基本不等式;配凑;权方和不等式

  涉及双变元(或多变元)代数式的最值或取值范围问题是高考、自主招生以及各类数学竞赛中的热点之一.此类问题的破解方法与切入点多种多样,往往能合理交汇数学知识,融合数学思想,拓展思维方法,提升数学能力,是培养考生的数学核心素养的一大主阵地,备受各方关注.

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  1问题呈现

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  2问题剖析

  此题以双变元的代数式的值为条件,进而求解其中涉及一次分式的关系式的最大值与最小值,参数不具有对称性或轮换性,没有特殊的规律.

  结合题目条件与代数关系式的特征,可以通过换元思维(单变量换元或双变量换元),利用解二次不等式来达到目的;可以通过配凑思维,利用基本不等式来达到目的;可以借助不等式的性质以及不等式的求解,借助不等式性质达到目的;还可以通过重要不等式,利用权方和不等式来达到目的等.

  3问题解决

  解法1(换元法1)结合基本不等式,可得

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  解后反思根据题目条件中代数式的结构特征,通过巧妙换元处理,进行整体化思维,利用条件加以代换,转化为含有一个参数的函数、方程或不等式问题,从而更加有效地利用函数性质、方程的解或不等式的应用等来解决代数式的最值问题.

  解法3(配凑法)结合基本不等式,可得

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  解后反思根据题目条件中代数式的结构特征,进行合理的配凑处理,使得对应的代数关系式更加吻合重要不等式的特征,为进一步确定代数式的最值提供条件.配凑法处理问题时,技巧性强,具有一定的“设计”性与目的性,对数学运算、逻辑推理以及数学思想方法的要求非常高.

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  解后反思根据题目条件中代数式的结构特征,对所求的代数关系式进行整体化思维,综合利用代数关系式的恒等变形与转化,以及基本不等式的应用、二次不等式的求解等,综合不等式的性质等来巧妙处理,实现问题的巧妙转化与应用.


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  解后反思根据题目条件中代数式的结构特征,结合代数式的合理化归与转化,借助一些常见的重要不等式(柯西不等式、权方和不等式、排序不等式等)来分析与处理.

  4变式拓展

  探究1保留原来题目的条件,将求解相关代数式的“最大值与最小值之和”问题变为求解“最大值”或“最小值”问题.

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  解后反思根据以上变式问题的创设,只求出相应代数关系式的最大值或最小值,目标更加直接,难度也有所降低,比较吻合中等学生的能力范围.

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  解后反思这里只是以上变式问题的一种解析方法,还可以参照原问题的不同解析思维与方法,同样可以用来解决该变式问题,这里不多加以叙述.

  5教学启示

  5.1通技通法,技巧策略

  破解双变元代数式的最值问题,关键是利用题目条件,通过合理配凑与巧妙转化,借助基本不等式以及柯西不等式、权方和不等式等一些重要不等式来确定最值问题.而其他的技巧方法,如换元、配凑、不等式求解等方法的应用,是在整体思维下的一点灵活变通与创新.

  5.2思维视角,能力提升

  具体解决涉及双变元代数式的最值(最大值或最小值)或取值范围问题,破解思维各异,但一些基本的破解思维和常见方法值得我们系统掌握,并在此基础上举一反三、融会贯通、深化思维、巧妙转化、合理应用,学会变式拓展,发散数学思维,养成良好的学习习惯与思维方式,提升数学思维品质,提高数学能力,培养数学学科的核心素养.


  参考文献:

  [1]秦峰.一题多解助力培养学生发散思维能力[J].中学数学教学,2021(06):44-46.

  [2]章建跃.数学核心素养如何落实在课堂[J].中小学数学(高中版),2016(03):66.