三种方法求解y=√3-x^2在[0,√3]上的最值

天山幽梦 2020-05-24 17:55:11
主要内容:

分别介绍用复合函数单调性、三角换元法、导数法和数形结合法求函数y=√3-x^2在[0,√3]上的最值。

用到的数学公式或性质定理有:

1.复合函数单调性同增为增,异减为减性质的应用。

2.形如ax^2+by^2=c方程,a,b,c为正数,当a=b时为圆,

当a≠b时为椭圆。

3.三角函数重要公式:(sinx)^2+(cosx)^2=1。

4.y=√a-bx^2,则y'=-bx/√(a-bx^2)。

方法1:复合函数单调性质求解

∵y=√3-x^2函数由幂函数y=√u,u=3-x^2复合而成,

且在x≥0时,y=√u为增函数,u=-x^2+3为减函数。

∴函数y=√3-x^2在区间[0,√3]上为减函数。

所以:

ymax=f(0)=√(3-0)=√3,

ymin=f(√3)=0.

方法2.三角换元法

设x=√3*sint,t∈[0,π/2],则:

y=√3-x^2

=√[3-(√3*sint)^2]

=√3*√(1-sin^2t)

=√3*cost.

根据cost在[0,π/2]上的取值,可知:

ymax=f(0)=√3*cos0=√3,

ymin=f(π/2)=√3*cosπ/2=0。

方法3.数形结合法

∵y=√3-x^2≥0

∴y^2=√3-x^2

即:y^2+x^2=3.

又因为y^2的系数=1,x^2的系数=1,则可以把上述方程看成圆在x轴上方的部分。

此时ymin=0,y的最大值为曲线在y轴上的截距。

即:ymax=f(x=0)=√3。

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