Khám phá phương pháp sử dụng đạo hàm trong bài Toán tìm cực trị của hàm nhiều biến

18 2.7K 4
Khám phá phương pháp sử dụng đạo hàm trong bài Toán tìm cực trị của hàm nhiều biến

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Sáng kiến kinh nghiệm môn Toán 12Chia sẻ: xuantrung1997 | Ngày: 25062014Sáng kiến kinh nghiệm môn Toán 12 dưới đây trình bày kiến thức về khám phá phương pháp sử dụng đạo hàm trong bài Toán tìm cực trị của hàm nhiều biến, tài liệu cung cấp kiến thức lý thuyết, công thức và các bài tập áp dụng. Hy vọng tài liệu này sẽ hỗ trợ kiến thức cần thiết cho các em trong việc học toán đạt hiệu quả cao.

www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Gv Thái Văn Duẩn A Lý chọn đề tài chọ đề Bất đẳng thức tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ tốn ln có mặt hầu hết kỳ thi HSG tuyển sinh Đại Học Khơng cịn tốn hay khó đề thi Trong chương trình giảng dạy học tập bất đẳng thức tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ chủ đề hấp dẫn người dạy lẫn người học Việc giảng dạy để cho học sinh học tốt chủ đề môt vấn đề khó Chủ đề thường dành cho học sinh giỏi nên tốn đưa thường hay khó Để chứng minh Bất đẳng thức tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ có nhiều phương pháp, khơng có phương pháp vạn để giải toán cực trị mà chỉ có phương pháp giải nhóm tốn mà thơi Một phương pháp hiệu dùng đạo hàm cho hàm nhiều biến, tư tưởng khảo sát biến, cách xem biến lại tham số cố định Khơng có thuật giải chi tiết cho phương pháp mà thơng qua ví dụ để HS rèn luyện để tự tìm cách giải toán cụ thể từ tìm thấy sơ đồ giải cho riêng Vì lý chúng tơi viết chuyên đề nhằm giúp học sinh có nhìn rộng phương pháp sử dụng đạo hàm tốn chứng minh BĐT tìm GTLN, GTNN B Nội Dung biế biế Phương pháp đưa biến toán hai biến Biến đổi giả thiết biểu thức cần tìm cực trị để tìm mối quan hệ giữ chúng biể thứ cầ cự trị mố hệ giữ rồ Biế đổ giả thiế tìm cách đặt ẩn phụ hợp lý, đưa biểu thức cho hàm biến để khảo sát tìm phụ lý, biể thứ hàm mộ biế để khả Thí dụ 1: Cho x, y số thực thoả mãn xଶ + yଶ = Tìm giá trị lớn giá trị nhỏ dụ biểu thức: 2008ሻ Hoạt động khám phá: Hoạ độ - - ܲ = 2ሺ‫ ݔ‬ଷ + ‫ ݕ‬ଷ ሻ − 3‫ݕݔ‬ ሺCao đẳng khối A, B – đẳ khố Từ giả thiết xଶ + yଶ = đưa tốn ẩn khơng? Ta nghĩ tới đẳng thức: ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ = ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଶ − 2‫ ݔ ; ݕݔ‬ଷ + ‫ ݕ‬ଷ = ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻሺ ‫ ݔ‬ଶ − ‫2ݕ+ݕݔ‬ Khai triển biểu thức P cố gắng làm xuất x ଶ + yଶ để sử dụng giả thiết Biến đổi biểu thức P vào ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ = ta có: ܲ = 2ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻሺ ‫ ݔ‬ଶ − ‫ ݕ + ݕݔ‬ଶ ሻ − 3‫ݕݔ‬ Từ giả thiết: ሺ‫ ݕ + ݔ‬ሻଶ − 2‫= ݕݔ ⇒ = ݕݔ‬ = 2ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻሺ − ‫ ݕݔ‬ሻ − 3‫ݕݔ‬ ሺ௫ା௬ሻమିଶ ଶ SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MÔN TOÁN 12 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Gv Thái Văn Duẩn Vậy đến ta nghĩ đến việc đưa P hàm biến số ta đặt: ‫ݕ + ݔ = ݐ‬ Cần chặn biến t cách sử dụng bất đẳng thức: ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ≥ Lời giải: giả Ta có: ሺ௫ା௬ሻమ ଶ ܲ = 2ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻሺ ‫ ݔ‬ଶ − ‫ ݕ + ݕݔ‬ଶ ሻ − 3‫ݕݔ‬ = 2ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻሺ − ‫ݕݔ‬ሻ − 3‫ݕݔ‬ Ta có: ‫= ݕݔ‬ ሺ௫ା௬ሻమ ିଶ ଶ Ta có: ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ≥ , sau đặt ‫ ,ݕ + ݔ = ݐ‬thì ܲ ሺ‫ݐ‬ሻ = 2‫ ݐ‬ቆ2 − ሺ௫ା௬ሻమ ଶ ‫ݐ‬ଶ − ‫ݐ‬ଶ − ቇ−3 = −‫ ݐ‬ଷ − ‫ ݐ‬ଶ + 6‫3 + ݐ‬ 2 ⇒ ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଶ ≤ ⇒ −2 ≤ ‫2 ≤ ݐ‬ Xét hàm số: ܲ ሺ‫ݐ‬ሻ = −‫ ݐ‬ଷ − ‫ ݐ‬ଶ + 6‫ + ݐ‬với −2 ≤ ‫2 ≤ ݐ‬ ଷ ଶ Ta có: ܲ ᇱ ሺ‫ݐ‬ሻ = −3‫ ݐ‬ଶ − 3‫6 + ݐ‬ Ta có bảng biến thiên t -2 P’ሺtሻ − + ଵଷ Pሺtሻ Vậy: ଶ -7 max ሾିଶ;ଶሿ ݂ ሺ‫ݐ‬ሻ = ݂ ሺ1ሻ = ଵଷ ଶ ‫=ݔ‬ ;‫= ݕ‬ ଶ ଶ ቎ ଵା√ଷ ଵି√ଷ ;‫= ݕ‬ ‫=ݔ‬ ଵା√ଷ ଵି√ଷ ଶ ଶ minሾିଶ; ଶሿ ݂ ሺ‫ݐ‬ሻ = ݉݅݊ሼ݂ሺ−2ሻ; ݂ ሺ2ሻሽ = ݉݅݊ሼ−7; 1ሽ = −7 ‫1− = ݕ = ݔ‬ SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Gv Thái Văn Duẩn Thí dụ 2: Cho x, y ≥ x + y = Tìm giá trị lớn giá trị nhỏ biểu dụ thức: ܵ = ሺ4‫ ݔ‬ଶ + 3‫ݕ‬ሻሺ4‫ ݕ‬ଶ + 3‫ݔ‬ሻ + 25‫ݕݔ‬ 2009ሻ Hoạt động khám phá: Hoạ độ - ሺĐại học khối D – ሺĐạ họ khố Từ giả thiết x + y = đưa tốn cho ẩn không? Khai triển biểu thức S cố gắng làm xuất ‫ ݕ + ݔ‬để sử dụng giả thiết Chú ý đẳng thức: ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ = ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଶ − 2‫ݕݔ‬ ‫ ݔ‬ଷ + ‫ ݕ‬ଷ = ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻሺ ‫ ݔ‬ଶ − ‫ ݕ + ݕݔ‬ଶ ሻ Sau khai triển vào x + y = 1, ta có: ܵ = 16‫ ݔ‬ଶ ‫ ݕ‬ଶ − 2‫21 + ݕݔ‬ - Vậy đến ta nghĩ đến việc đưa S hàm biến số ta đặt: ‫ݕݔ = ݐ‬ Cần chặn biến t cách sử dụng bất đẳng thức: ≤ ‫≤ ݕݔ‬ Lời giải: giả ሺ௫ା௬ሻమ ସ Ta có: ܵ = ሺ4‫ ݔ‬ଶ + 3‫ ݕ‬ሻሺ4‫ ݕ‬ଶ + 3‫ݔ‬ሻ + 25‫ ݔ61 = ݕݔ‬ଶ ‫ ݕ‬ଶ + 12ሺ‫ ݔ‬ଷ + ‫ ݕ‬ଷ ሻ + 34‫ݕݔ‬ = 16‫ ݔ‬ଶ ‫ ݕ‬ଶ + 12ሺ‫ ݕ + ݔ‬ሻሺ ‫ ݔ‬ଶ − ‫ ݕ + ݕݔ‬ଶ ሻ + 34‫ݕݔ‬ = 16‫ ݔ‬ଶ ‫ ݕ‬ଶ + 12ሾሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଶ − 3‫ݕݔ‬ሿ + 34‫ݕݔ‬ = 16‫ ݔ‬ଶ ‫ ݕ‬ଶ − 2‫21 + ݕݔ‬ ሺ݀‫1 = ݕ + ݔ ݋‬ሻ Đặt xy = t Ta có: ‫݊ ≥ ݕ ,0 ≥ ݔ‬ê݊ ≤ ‫≤ ݕݔ‬ ሺ௫ା௬ሻమ ସ ሺ݀‫1 = ݕ + ݔ ݋‬ሻ = ଵ ସ ⇒ 0≤‫≤ݐ‬ ଵ ସ Xét hàm số: ݂ሺ‫ݐ‬ሻ = 16‫ ݐ‬ଶ − 2‫ 21 + ݐ‬với ≤ ‫ ≤ ݐ‬Ta có: ݂ ᇱ ሺ‫ݐ‬ሻ = 32‫2 − ݐ‬ Bảng biến thiên t f’ሺtሻ fሺtሻ ଵ ସ ଵ ଵ଺ ଵ ସ 12 − SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 + www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Gv Thái Văn Duẩn ଶହ ଶ Vậy: minቂ଴;భቃ ݂ሺ‫ݐ‬ሻ = ݂ ቀ ቁ = ଵ ଵ଺ ర ቎ ଵଽଵ ଵ଺ ‫=ݔ‬ ‫=ݔ‬ ଶା√ଷ ଵଽଵ ଵ଺ ;‫= ݕ‬ ସ ଶି√ଷ ;‫= ݕ‬ ସ max ቂ଴;భቃ ݂ ሺ‫ ݐ‬ሻ = ݉ܽ‫ ݔ‬ቄ݂ሺ0ሻ; ݂ ቀ ቁቅ = ݉ܽ‫ ݔ‬ቄ12; ଵ ଶହ ସ ర ଶ ଶି√ଷ ቅ= ସ ଶା√ଷ ସ ଶହ ଶ ‫= ݕ = ݔ‬ Thí dụ 3: Tìm giá trị lớn nhất, nhỏ biểu thức: dụ ଵ ଶ ‫3 = ܣ‬ሺ‫ ݔ‬ସ + ‫ ݕ‬ସ + ‫ ݔ‬ଶ ‫ ݕ‬ଶ ሻ − 2ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻ + với x, y số thoả mãn điều kiện: ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଷ + 4‫.2 ≥ ݕݔ‬ ሺĐại học khối B – ሺĐạ họ khố 2009ሻ Hoạt động khám phá: Hoạ độ - Vì giả thiết biểu thức phức tạp nên ta khai thác trước cho gọn để dễ sử dụng ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ = ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଶ − 2‫ݕݔ‬ Chú ý đẳng thức: ‫ ݔ‬ଷ + ‫ ݕ‬ଷ = ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻሺ ‫ ݔ‬ଶ − ‫ ݕ + ݕݔ‬ଶ ሻ ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଶ ≥ 4‫ ݕݔ‬Khi điều kiện toán trở thành: ‫1 ≥ ݕ + ݔ‬ - Ta biến đổi A sau: ‫3 = ܣ‬ሺ‫ ݔ‬ସ + ‫ ݕ‬ସ + ‫ ݔ‬ଶ ‫ ݕ‬ଶ ሻ − 2ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻ + = ଶ ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻଶ + ଶ ሺ‫ ݔ‬ସ + ‫ ݕ‬ସ ሻ − 2ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻ + ଷ ≥ ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻଶ + ଷ ଶ hay - ଷ ଷ൫௫ మ ା௬ మ൯ ሺdo ‫ ݔ‬ସ + ‫ ݕ‬ସ ≥ ସ ൫௫ మା௬ మ൯ ଶ ‫ ≥ ܣ‬ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻଶ − 2ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻ + ଽ మ మ − 2ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻ + ሻ ସ Vậy đến ta nghĩ đến việc đưa A hàm biến số không?ሺnếu ta đặt: ‫ ݔ = ݐ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻ Cần chặn biến t cách sử dụng bất đẳng thức:‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ≥ Lời giải: giả ሺ௫ା௬ሻమ ଶ Theo bất đẳng thức hiển nhiên: ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଶ ≥ 4‫ ,ݕݔ‬nên từ ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଷ + 4‫ ⇒ ≥ ݕݔ‬ሺ‫ ݕ + ݔ‬ሻଷ + ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଶ ≥ ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଷ + 4‫2 ≥ ݕݔ‬ SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Gv Thái Văn Duẩn ⇒ ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଷ + ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଶ ≥ ⇒ ሾሺx+yሻ-1ሿሾ ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଶ + ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻ + 2ሿ ≥ ⇒ ሺx+yሻ - 1≥ ଵ ଶ ሺdo ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻଶ + ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻ + = ቂሺ‫ݕ + ݔ‬ሻ + ቃ + > 0, ∀‫ݕ ,ݔ‬ሻ ଻ ଶ ସ Bài tốn đưa tìm min, max của: ‫3 = ܣ‬ሺ‫ ݔ‬ସ + ‫ ݕ‬ସ + ‫ ݔ‬ଶ ‫ ݕ‬ଶ ሻ − 2ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻ + với x, y thoả mãn: x+y ≥ Ta biến đổi A sau: ‫3 = ܣ‬ሺ‫ ݔ‬ସ + ‫ ݕ‬ସ + ‫ ݔ‬ଶ ‫ ݕ‬ଶ ሻ − 2ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻ + = ଷ ଶ ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻଶ + ሺ‫ ݔ‬ସ + ‫ ݕ‬ସ ሻ − 2ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻ + ≥ ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻଶ + ଷ ଶ Vì ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ≥ ଶ ଶ ଽ ସ ଽ ସ ᇱ ሺ‫ݐ‬ሻ ⇒݂ = ‫2−ݐ‬ ଽ ସ Ta có bảng biến thiên: ସ +∞ ଽ ଽ ଵ଺ ଵ ଶ ଵ ଽ ଵ଺ ଵ ଶ ଶ + ଵ଺ ଽ ଵ଺ +∞ xẩy t = ଵ ଶ Mặt khác ta dễ thấy ‫ = ݕ = ݔ‬thì ‫= ܣ‬ Tóm lại: minA = ሻ ଶ f’ሺtሻ Vậy min௧ஹభ ݂ ሺ‫ݐ‬ሻ = ݂ ቀ ቁ = ଶ ଶ మ ଵ ଽ fሺtሻ ൫௫ మା௬ మ൯ − 2ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻ + ሺdo x+y ≥ 1ሻ nên ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ≥ Ta có: ݂ሺ‫ݐ‬ሻ = ‫ ݐ‬ଶ − 2‫ + ݐ‬với ‫≥ ݐ‬ t ସ మ ‫ ≥ ܣ‬ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ሻଶ − 2ሺ‫ ݕ + ݔ‬ଶ ሻ + ሺ௫ା௬ሻమ Đặt ‫ݕ + ݔ = ݐ‬ ଶ Suy ‫≥ ܣ‬ ଶ ଷ൫௫ మ ା௬ మ൯ ሺdo ‫ ݔ‬ସ + ‫ ݕ‬ସ ≥ hay మ ଷ ‫= ݕ = ݔ‬ ଵ ଵ ଶ ଽ ଵ଺ ଶ Thí dụ 4: Cho hai số thực x, y ሺkhác 0ሻ thay đổi thoả mãn điều kiện: ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻ‫ ݔ = ݕݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ − dụ ‫ݕݔ‬ Tìm giá trị lớn biểu thức: SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN ‫=ܣ‬ Hoạt động khám phá: Hoạ độ Gv Thái Văn Duẩn 1 + ଷ ଷ ‫ݔ‬ ‫ݕ‬ ሺĐại học khối A – 2006ሻ ሺĐạ họ khố 2006ሻ Từ giả thiết ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻ‫ ݔ = ݕݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ − ‫ ݕݔ‬có thể đưa tốn ẩn khơng? Biến đổi biểu thức A, ta được: - ‫=ܣ‬ ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻሺ‫ ݔ‬ଶ − ‫ ݕ + ݕݔ‬ଶ ሻ ‫ ݕ+ݔ‬ଶ 1 ଶ ‫ݔ‬ଷ + ‫ݕ‬ଷ ൰ = ൬ + ൰ = =൬ ‫ݔ‬ଷ‫ݕ‬ଷ ‫ݕݔ‬ ‫ݕ ݔ‬ ‫ݔ‬ଷ‫ݕ‬ଷ Do giả thiết biểu thức mà số mũ hạng tử vế trái lớn vế phải nên ta đặt x = ty ta rút x y theo t: ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻ‫ ݔ = ݕݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ − ‫ ⟹ ݕݔ‬đặt x = - ty ⟹ ‫= ݕ‬ ௧ మ ି௧ାଵ ௧ మ ା௧ ; ‫= ݕݐ = ݔ‬ ௧ మ ି௧ାଵ ௧ାଵ Vậy đến ta đưa A hàm biến t Đến ta khảo sát hàm biến t đến kết - Lời giải: giả Từ giả thiết, ta có: ሺ‫ ݕ + ݔ‬ሻሺ‫ ݔ‬ଶ − ‫ ݕ + ݕݔ‬ଶ ሻ 1 ‫ݔ‬ଷ + ‫ݕ‬ଷ ‫ ݕ+ݔ‬ଶ 1 ଶ ൰ = ൬ + ൰ ‫ =ܣ‬ଷ+ ଷ= = =൬ ‫ݔ‬ଷ‫ݕ‬ଷ ‫ݕ ݔ‬ ‫ݔ‬ ‫ݕ‬ ‫ݔ‬ଷ‫ݕ‬ଷ ‫ݕݔ‬ Đặt: ‫ݕݐ = ݔ‬ từ giả thiết ሺ‫ݕ + ݔ‬ሻ‫ ݔ = ݕݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ − ‫ ⟹ ݕݔ‬ሺ‫1 + ݐ‬ሻ‫ ݕݐ‬ଷ = ሺ‫ ݐ‬ଶ − ‫1 + ݐ‬ሻ‫ ݕ‬ଶ đó: ‫= ݕ‬ Từ ௧ మ ି௧ାଵ ௧ మ ା௧ ; ‫= ݕݐ = ݔ‬ Xét hàm số: Ta có bảng biến thiên: t f’ሺtሻ −∞ +∞ ௧ మ ି௧ାଵ ௧ାଵ ‫ ݐ‬ଶ + 2‫1 + ݐ‬ 1 ଶ ቇ ‫=ܣ‬൬ + ൰ = ቆ ଶ ‫1+ݐ− ݐ‬ ‫ݕ ݔ‬ ݂ ሺ‫ ݐ‬ሻ = - ଶ ‫ ݐ‬ଶ + 2‫1 + ݐ‬ −3‫ ݐ‬ଶ + ܿó ݂ ᇱ ሺ‫ݐ‬ሻ = ଶ ሺ‫1 + ݐ − ݐ‬ሻଶ ‫ݐ‬ଶ − ‫1 + ݐ‬ -1 + SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 - www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN fሺtሻ Gv Thái Văn Duẩn ଵ Vậy: GTLN A là: ݂ ଶ ሺ1ሻ = 16 ‫ = ݕ = ݔ‬ ଶ khả lầ lượ từ biế biế Phương pháp khảo sát biến toán ba biến Đối với bất đẳng thức nhiều biến, ta khảo sát biến vớ bấ đẳ thứ nhiề biế thể khả lầ lượ từ biế mộ bằ cách chọn biến làm tham số biến thiên cố định biến cịn lại, tốn chọ mộ biế số biế cố biế lạ lúc trở thành bất đẳng thức biến Ln có tâm nhìn biểu thức nhiều trở bấ đẳ thứ mộ biế Luôn biể thứ nhiề biến mà ta cần tìm GTLN, GTNN dạng hàm số để ta sử dụng biế cầ tìm dướ số sử đượ cơng cụ hiệu giải toán đạo hàm cụ hiệ giả đạ hàm Sơ đồ tổng quát đồ Giả sử tìm cực trị biểu thức ba biến x, y, z: Pሺx, y, zሻ với điều kiện T Giả cự trị biể thứ biế điề kiệ • Bước 1: Xem Pሺx, y, zሻ hàm theo biến x, y, z la số Khảo sát Bướ biế hằ số Khả hàm tìm cực trị với điều kiện T Ta được: cự trị điề kiệ đượ ࡼሺ࢞, ࢟, ࢠሻ ≥ ࢍሺ࢟, ࢠሻሺࢎ࢕ặࢉ ࡼሺ࢞, ࢟, ࢠሻ ≤ ࢍሺ࢟, ࢠሻሻ • Bước 2: Xem gሺy, zሻ hàm biến y, z số Khảo sát hàm với Bướ biế số Khả vớ điều kiện T Ta ࢍሺ࢟, ࢠሻ ≥ ࢎሺࢠሻ ሺࢎ࢕ặࢉ ࢍሺ࢟, ࢠሻ ≤ ࢎሺࢠሻሻ điề kiệ đượ • Bước 3: Cuối Khảo sát hàm biến hሺzሻ với điều kiện T tìm min, Bướ Cuố Khả mộ biế hሺz điề kiệ max hàm này Ta đến kết luận: ࡼሺ࢞, ࢟, ࢠሻ ≥ ࢍሺ࢟, ࢠሻ ≥ ࢎሺࢠሻ ≥ ࢓ đế kế luậ ሺࢎ࢕ặࢉ ࡼሺ࢞, ࢟, ࢠሻ ≤ ࢍሺ࢟, ࢠሻ ≤ ࢎሺࢠሻ ≤ ࡹሻ Thí dụ 5: Cho hai số thực x, y, z số thực thuộc ሾ1; 4ሿ ‫ ݖ ≥ ݔ ,ݕ ≥ ݔ‬Tìm giá trị nhỏ dụ biểu thức: 2011ሻ Hoạt động khám phá: Hoạ độ ܲ= ‫ݔ‬ ‫ݕ‬ ‫ݖ‬ + + 2‫ݔ + ݖ ݖ + ݕ ݕ3 + ݔ‬ ሺĐại học khối A – ሺĐạ họ khố Khảo sát biến nào? Xem P hàm theo biến z, x, y số Khảo sát hàm số với điều kiện cho suy GTNN P, tức ܲሺ‫ݖ ,ݕ ,ݔ‬ሻ ≥ ܲሺ‫ݕ ,ݔ‬ሻ - Khảo sát hàm Pሺx, yሻ, đưa Pሺx, yሻ hàm biến khơng? - - Bằng cách đặt ẩn phụ ‫ = ݐ‬ට௬ để đưa ܲሺ‫ݕ ,ݔ‬ሻ hàm biến Tìm GTNN hàm ௫ biến ଷସ - Vậy ܲሺ‫ݖ ,ݕ ,ݔ‬ሻ ≥ ܲ ሺ‫ݕ ,ݔ‬ሻ = ܲሺ‫ݐ‬ሻ ≥ ଷଷ Lời giải: giả SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Ta có: Gv Thái Văn Duẩn ‫ݕ‬ ‫ݖ‬ ‫ݔ‬ + + 2‫ݔ + ݖ ݖ + ݕ ݕ3 + ݔ‬ ܲ= Xem hàm theo biến z; x, y số ሺ‫ݕ − ݔ‬ሻሺ‫ ݖ‬ଶ − ‫ݕݔ‬ሻ ‫ݔ‬ −‫ݕ‬ + = ܲ ‫ݖ‬ሻ = ሺ‫ݖ + ݕ‬ሻଶ ሺ‫ݔ + ݖ‬ሻଶ ሺ‫ݖ + ݕ‬ሻଶ ሺ‫ݔ + ݖ‬ሻଶ ᇱሺ Theo giả thiết: ‫ ≥ ݕ − ݔ ⇒ ݕ ≥ ݔ‬nếu ܲ ≥ ⇔ ‫ ≥ ݖ‬ඥ‫ ݕݔ‬ሺdo x, y, z ∈ ሾ1; 4ሿሻ t P’ሺzሻ ඥ‫ݕݔ‬ - Pሺzሻ + Từ bảng biến thiên: ܲ ≥ ܲ൫ඥ‫ݕݔ‬൯ = = ௫ ଶ௫ାଷ௬ ೣ ೤ ೣ ଶ೤ାଷ + + ଶ√ ௬ √௫ା√௬ ଶ ೣ ೤ ଵାට Đặt ‫ = ݐ‬ට , ‫ ݖ ≥ ݔ ,ݕ ≥ ݔ‬và x, y, z ∈ ሾ1; 4ሿ nên ≤ ‫.2 ≤ ݐ‬ ௫ Xét hàm ௬ ݂ሺ‫ݐ‬ሻ = ݂ ᇱ ሺ‫ݐ‬ሻ = ௧మ ଶ௧ మ ାଷ + ଶ ଵା௧ ିଶൣସ௧ య ሺ௧ିଵሻାଷሺଶ௧ మ ି௧ାଷሻ൧ ሺଶ௧ మ ାଷሻమ ሺଵା௧ሻమ < 0, ∀ ‫ ∈ ݐ‬ሾ1; 2ሿ Suy fሺtሻ giảm ሾ1; 2ሿ, ܲ ≥ ܲ൫ඥ‫ݕݔ‬൯ = ݂ ሺ‫ݐ‬ሻ ≥ ݂ሺ2ሻ = SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 ଷସ ଷଷ www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Đẳng thức xẩy ra: ቐ Vậy: ܲ௠௜௡ = ଷସ ଷଷ ‫ = ݖ‬ඥ‫ݕݔ‬ ‫=ݐ‬ට =2 ௫ ௬ Gv Thái Văn Duẩn ⇒ ‫2 = ݖ ,1 = ݕ ,4 = ݔ‬ ݇ℎ݅ ‫2 = ݖ ,1 = ݕ ,4 = ݔ‬ Thí dụ 6: Cho hai số thực ܽ, ܾ, ܿ số thực thuộc ቂଷ ; 3ቃ Tìm giá trị lớn biểu dụ ଵ thức: ܲ= Hoạt động khám phá: Hoạ độ ܽ ܾ ܿ + + ܽ+ܾ ܾ+ܿ ܿ+ܽ Khảo sát biến nào? Xem P hàm theo biến a, b, c số Khảo sát hàm số với điều kiện cho, suy GTLN P của, tức ܲሺܽ, ܾ, ܿሻ ≤ ݃ሺܾ, ܿሻ - Xem Pሺb, cሻ hàm theo biến c, b số Khảo sát hàm số với điều kiện cho, suy GTLN Pሺb, cሻ, tức ݃ሺ ܾ, ܿሻ ≤ ℎሺܾሻ ଼ - Tiếp theo khảo sát hàm hሺbሻ suy ℎሺܾሻ ≤ ହ - - Vậy: ܲሺܽ, ܾ, ܿሻ ≤ ݃ሺܾ, ܿሻ ≤ ℎሺܾሻ ≤ ହ ଼ Lời giải: giả Đặt ܲሺܽሻ = ܽ ܾ ܿ + + ܽ+ܾ ܾ+ܿ ܿ+ܽ Xem hàm theo biến a; b, c số ܲᇱ ሺܽሻ = ሺܾ − ܿሻሺܽ ଶ − ܾܿሻ ܾ ܿ − = ሺܽ + ܾሻଶ ሺܽ + ܿሻଶ ሺܽ + ܾሻଶ ሺܽ + ܿሻଶ • Trường hợp 1: ܽ ≥ ܾ ≥ ܿ ܽ, ܾ, ܿ ∈ ቂ ; 3ቃ ଵ ଷ Suy ra: ܾ − ܿ ≥ 0; ܽ − ܾܿ ≥ nên ܲ ܽ ሻ ≥ Do đó: Pሺaሻ tăng ቂ ; 3ቃ ଶ ᇱሺ ܾ ܿ ⇒ ܲ ሺܽ ሻ ≤ ܲ ሺ3ሻ = + + = ݃ሺܿ ሻ 3+ܾ ܾ+ܿ ܿ+3 ሺxem gሺcሻ hàm theo biến cሻ Mặt khác ݃ᇱ ሺܿሻ = ଵ ଷ ሺܾ − 3ሻሺ3ܾ − ܿ ଶ ሻ −ܾ + = ≤0 ሺܾ + ܿሻଶ ሺܿ + 3ሻଶ ሺܾ + ܿሻଶ ሺܿ + 3ሻଶ SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Gv Thái Văn Duẩn Do đó: gሺcሻ giảm ቂ ; 3ቃ ଵ ଷ 3ܾ 1 + + = ℎሺܾሻ ⇒ ݃ሺܿ ሻ ≤ ݃ ൬ ൰ = + ܾ 3ܾ + 10 ሺxem hሺbሻ hàm theo biến bሻ Ta có ℎ ᇱ ሺܾ ሻ = Ta có bảng biến thiên: b ሺ1 − ܾሻሺ1 + ܾሻ 3 − = ሺ3ܾ + 1ሻଶ ሺܾ + 3ሻଶ ሺ3ܾ + 1ሻଶ ሺܾ + 3ሻଶ ଵ ଷ h’ሺbሻ + ଼ ହ hሺbሻ Suy ℎሺܾ ሻ ≤ ℎሺ1ሻ = - ଼ ହ Vậy: ܲሺܽ, ܾ, ܿሻ ≤ ܲሺ3, ܾ, ܿሻ ≤ ܲ ቀ3, ܾ, ቁ ≤ ܲ ቀ3, 1, ቁ = ଵ ଷ ଵ ଷ • Trường hợp 2: ܿ ≥ ܾ ≥ ܽ ܽ, ܾ, ܿ ∈ ቂ ; 3ቃ ଵ ଷ Từ kết trường hợp 1, ta có: ܲሺܿ, ܾ, ܽሻ ≤ Mặt khác: ܲ ሺܽ, ܾ, ܿሻ − ܲ ሺܿ, ܾ, ܽ ሻ = = ଼ ହ ܽ = 3; ܾ = 1; ܿ = ଵ ଷ ଼ ହ ሺܽ − ܾሻሺܾ − ܿሻሺܽ − ܿሻ ≤0 ሺܽ + ܾሻሺܾ + ܿሻሺܽ + ܿ ሻ ⇒ ܲሺܽ, ܾ, ܿሻ ≤ Vậy ‫ , = ܵ ݔܽܯ‬xẩy ሺܽ, ܾ, ܿ ሻ = ቄቀ3, 1, ቁ ; ቀ , 3, 1ቁ ; ቀ3, ଼ ହ ଵ ଷ ଵ ଷ ଵ ଷ , 1ቁቅ Thí dụ 7: Cho ba số thực dương ܽ, ܾ, ܿ thảo mãn điều kiện: abc + a + c = b dụ SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MÔN TOÁN 12 10 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Tìm giá trị lớn biểu thức: ܲ= 2008ሻ 2008ሻ 08 Hoạt động khám phá: Hoạ độ Gv Thái Văn Duẩn 2 − ଶ + ଶ ܽଶ + ܾ + ܿ + ሺĐề thi GV giỏi tỉnh– ሺĐề giỏ tỉnh– Từ giả thiết abc + a + c = b đưa tốn ẩn khơng? ௔ା௖ - Biến đổi giả thiết ܽ + ܿ = ܾሺ1 − ܽܿ ሻ > : ta có ܾ = , đưa P biến ଵି௔௖ - - ሺchặn biến: ܽ < ௖ ሻ ଵ Khi đó: ܲ = ௔మାଵ + ሺ௔మାଵሻሺ௖ మାଵሻ − + ௖ మାଵ ሺ0 < ܽ < ௖ ሻ ଶ ଶሺ௔ା௖ሻమ ଷ Với suy nghĩ khám phá hàm số nào? Ta nhìn biểu thức P hàm biến a, c xem số ଵ ଶ௖ ଷ Khảo sát hàm biến a fሺaሻ với < ܽ < ௖ suy ݂ሺܽሻ ≤ √ଵା௖ మ + ௖ మାଵ = ݃ሺܿሻ Tiếp tục khảo sát hàm gሺcሻ với ܿ ∈ ሺ0, +∞ሻ suy ݃ሺܿሻ ≤ Vậy: ܵ ≤ ݃ሺܿሻ ≤ ݃ሺܿ଴ ሻ = Lời giải: giả ଵ଴ ଷ Biến đổi giả thiết thành: ܽ + ܿ = ܾ ሺ1 − ܽܿ ሻ > ⇒ ܽ < Thay vào biểu thức P ta được: ܲ= Xét hàm số: Ta có ଵ ݂ ሺ‫ ݔ‬ሻ = ଵ଴ ଷ ܽ+ܿ ‫ݒ‬à ܾ = − ܽܿ ܿ 2ሺܽ + ܿሻଶ + ଶ + ଶ −2 ܽ ଶ + ܿ + ሺܽ + 1ሻሺܿ ଶ + 1ሻ 2ሺܽ + ܿሻଶ = ଶ + ଶ −2+ ଶ ଶ + 1ሻ ܽ + ሺܽ + 1ሻሺܿ ܿ +1 ሺ‫ܿ + ݔ‬ሻଶ + ଶ − ‫ݒ‬ớ݅ < ‫ݒ < ݔ‬à ܿ‫݈ ܿ ݅݋‬à ‫ݐ‬ℎܽ݉ ‫ݏ‬ố ሺܿ > 0ሻ ଶ+1 ଶ + 1ሻ ‫ݔ‬ ሺ‫1 + ݔ‬ሻሺܿ ܿ ݂ ᇱ ሺ‫ݔ‬ሻ = −2ܿሺ‫ ݔ‬ଶ + 2ܿ‫1 − ݔ‬ሻ =0 ሺ1 + ‫ ݔ‬ଶ ሻଶ ሺ1 + ܿ ଶ ሻ ⇔ ‫ݔ‬଴ = −ܿ + √ܿ ଶ + ∈ ቀ0, ቁ ଵ ௖ SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 11 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Bảng biến thiên: x ଵ ୡ f’ሺxሻ fሺxሻ ‫ݔ‬଴ + ݂ሺ‫ݔ‬ሻ ≤ ݂ሺ‫ݔ‬଴ ሻ = ܵ = 2݂ ሺܽ ሻ + Ta có ݃ Bảng biến thiên: c g’ሺcሻ gሺcሻ ᇱ ሺܿሻ = ܿଶ ܿ= ଵ √଼ √1 + ܿ ଶ 2ሺ1 − 8ܿ ଶ ሻ ሺ1 + ܿ ଶ ሻଶ ሺ3ܿ + √1 + ܿ ଶ ሻ ଵ √଼ ∈ ሺ0, +∞ሻ ܿ଴ + ⇒ ܵ ≤ ݃ሺܿሻ ≤ ݃ሺܿ଴ ሻ = , ܽ= √ଶ ଶ , ܾ = √2 ‫ݐ‬ℎì ‫= ܵ ݔܽܯ‬ =0 - gሺܿ଴ ሻ Từ bảng biến thiên suy ra: ݃ሺܿሻ ≤ ݃ሺܿ଴ ሻ Vậy với ܿ 2ܿ 3 ≤ + ଶ = ݃ሺܿሻ + √1 + ܿ ଶ ܿ + ⇔ܿ = ܿ଴ = +∞ - fሺ‫ݔ‬଴ ሻ Khi đó: Từ bảng biến thiên Gv Thái Văn Duẩn 10 ଵ଴ ଷ SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 12 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Gv Thái Văn Duẩn Thí dụ 8: Cho ba số thực dương ܽ, ܾ, ܿ thảo mãn điều kiện: 21ab + 2bc + 8ca ≤ 12 Tìm giá dụ trị nhỏ biểu thức: ܲ= + + ܽ ܾ ܿ ሺĐề thi Olympic 30/4 – ሺĐề Olympic 2004ሻ 2004ሻ Hoạt động khám phá: Hoạ độ Với suy nghĩ khám phá hàm số nào? ሺcó thể chuyển theo ẩn khơng?ሻ - Có thể biểu diễn để biểu thức P giả thiết cho đơn giản không? ଵ ଵ ଵ - Nếu đặt: ‫ = ݖ , = ݕ , = ݔ‬bài tốn chuyển thành tốn gì? ௔ ௕ ௖ - Có thể chuyển tốn cho ẩn không? ଶ௫ା଼௬ ଻ - Từ giả thiết: 2‫≥ ݖ ⇒ ݖݕݔ21 ≤ ݖ12 + ݕ8 + ݔ‬ ‫ݒ‬à ‫> ݔ‬ ଵଶ௫௬ିଶଵ ସ௬ - - - - Khi đó: ܵ ≥ ‫ + ݕ2 + ݔ‬ସ௫௬ି଻ = ݂ሺ‫ݔ‬ሻ ଶ௫ା଼௬ Khảo sát hàm fሺxሻ xem y tham số cố định Ta được: ܵ ≥ ݂ሺ‫ݔ‬ሻ ≥ ݂ሺ‫ݔ‬଴ ሻ = 2‫ + ݕ‬ସ௬ + ඥଷଶ௬ మାଵସ ଶ௬ = ݃ሺ‫ݕ‬ሻ Tiếp tục khảo sát biến gሺyሻ Ta đến kết luận: ܵ ≥ ݂ሺ‫ݔ‬ሻ ≥ ݃ሺ‫ݕ‬ሻ ≥ Lời giải: giả Đặt: Từ: ‫=ݔ‬ ଽ ଵହ ଶ 1 , ‫ݒ ݖݕݔ21 ≤ ݖ12 + ݕ8 + ݔ2 ;0 > ݖ ,ݕ ,ݔ ⇒ = ݖ , = ݕ‬à ܵ = ‫ݖ3 + ݕ2 + ݔ‬ ܽ ܾ ܿ 2‫≥ ݖ ⇒ ݖݕݔ21 ≤ ݖ12 + ݕ8 + ݔ‬ Từ biểu thức S suy được: ܵ ≥ ‫+ ݕ2 + ݔ‬ 2‫ݕ8 + ݔ‬ ‫ݒ‬à ‫> ݔ‬ 12‫12 − ݕݔ‬ 4‫ݕ‬ 2‫ݕ8 + ݔ‬ = ݂ሺ‫ݔ‬ሻ 4‫7 − ݕݔ‬ ⇒ ݂ ᇱ ሺ‫ ݔ‬ሻ = − 14 − 32‫ ݕ‬ଶ =0 ሺ4‫7 − ݕݔ‬ሻଶ SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 13 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN ⇔ ‫ݔ = ݔ‬଴ = Bảng biến thiên: x f’ሺxሻ ଻ ସ௬ + ඥଷଶ୷మାଵସ ସ୷ +∞ fሺxሻ ଻ ସ௬ , +∞ቁ ‫ݔ‬଴ ଻ ସ௬ ∈ ቀ + Gv Thái Văn Duẩn - fሺ‫ݔ‬଴ ሻ Khi đó: Từ bảng biến thiên ඥ32‫ ݕ‬ଶ + 14 ܵ ≥ ݂ሺ‫ݔ‬ሻ ≥ ݂ሺ‫ݔ‬଴ ሻ = 2‫+ ݕ‬ + = ݃ሺ‫ݕ‬ሻ 4‫ݕ‬ 2‫ݕ‬ ⇒ ݃ ᇱ ሺ‫ ݕ‬ሻ = ሺ8‫ ݕ‬ଶ − 9ሻඥ32‫ ݕ‬ଶ + 14 − 28 4‫ ݕ‬ଶ ඥ32‫ ݕ‬ଶ + 14 Đặt: ‫ = ݐ‬ඥ32‫ ݕ‬ଶ + 14 phương trình ݃ᇱ ሺ‫ݕ‬ሻ = =0 ⇔ ሺ8‫ ݕ‬ଶ − 9ሻඥ32‫ ݕ‬ଶ + 14 − 28 ⇔ ‫ ݐ‬ଷ − 50‫= ݕ ⇔ = ݐ ⇔ = 221 − ݐ‬ y g’ሺxሻ gሺxሻ +∞ ହ ସ ହ ସ - + ଵହ ଶ Từ bảng biến thiên suy ra: ݃ሺ‫ݕ‬ሻ ≥ ݃ ቀ ቁ ହ ସ SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 14 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN 15 ⇒ ܵ ≥ ݃ሺ‫ݕ‬ሻ ≥ ݃ ൬ ൰ = Vậy với: ‫=ݕ‬ ହ ସ Gv Thái Văn Duẩn , ‫= ݖ ,3 = ݔ‬ ଶ ଷ ⇔ ܽ = , ܾ = ,ܿ = ଵ ସ ଷ ହ ଷ ଶ ‫ݐ‬ℎì ‫= ܵ ݊݅ܯ‬ ଵହ ଶ Thí dụ 9: Chứng minh ܽ, ܾ, ܿ độ dài cạnh tam giác có chu vi dụ Tìm giá trị nhỏ của: ܶ = 3ሺܽ ଶ +ܾଶ + ܿ ଶ ሻ + 4ܾܽܿ Hoạt động khám phá: Hoạ độ Bài toán cần chứng minh chứa ẩn a, b, c thoả mãn ܽ + ܾ + ܿ = Hãy suy nghĩ biến đổi ܶ = 3ሺܽ ଶ +ܾ ଶ + ܿ ଶ ሻ + 4ܾܽܿ cho ẩn hơn? ଷ - Từ giả thiết: ܽ + ܾ + ܿ = ⇒ ܽ + ܾ = − ܿ, ݉à ܽ + ܾ > ܿ ⇒ ≤ ܿ ≤ ଶ - - Khi đó: ܶ = 3ሺ3 − ܿሻଶ + 3ܿ ଶ + 2ܾܽሺ2ܿ − 3ሻ Tích ab tổng a + b = – c gợi cho em nghĩ đến bất đẳng thức nào? - Khi ܶ ≥ 3ሺ3 − ܿሻଶ + 3ܿ ଶ + 2ሺ2ܿ − 3ሻ ቀ - ܽ+ܾ ଶ 3−ܿ ଶ ൰ =൬ ൰ ܾܽ ≤ ൬ 2 ଷି௖ ଶ Khảo sát hàm biến fሺcሻ đen kết Ta đến kết luận ܶ ≥ ݂ ሺܿ ሻ ≥ ݂ ሺ1ሻ = 13 ଶ ቁ = ܿଷ − ܿଶ + ଷ ଶ ଶ଻ ଶ = ݂ሺܿሻ Lời giải: giả Do vai trị bình đẳng a, b, c nên ta giả sử: < ܽ ≤ ܾ ≤ ܿ Chu vi nên ܽ + ܾ + ܿ = ⇒ ܽ + ܾ = − ܿ, ݉à ܽ + ܾ > ܿ ⇒ ≤ ܿ ≤ Ta biến đổi: ܶ = 3ሺܽ ଶ +ܾ ଶ + ܿ ଶ ሻ + 4ܾܽܿ = 3ሺܽ ଶ +ܾ ଶ ሻ + 3ܿ ଶ + 4ܾܽܿ Măt khác: ܾܽ ≤ ቀ Do đó: ଶ = 3ሾሺܽ + ܾ ሻଶ − 2ܾܽሿ + 3ܿ ଶ + 4ܾܽܿ = 3ሺ3 − ܿሻଶ + 3ܿ ଶ + 2ܾܽሺ2ܿ − 3ሻ ௔ା௕ ଶ ଶ ଷ ଷି௖ ଶ ቁ =ቀ ଶ ቁ ⇒ ܾܽሺ2ܿ − 3ሻ ≥ ቀ ଷି௖ ଶ ଶ ቁ ሺ2ܿ − 3ሻ ሼ‫ݒ‬ì ܿ < ⇒ 2ܿ − < 0ሽ ܶ ≥ 3ሺ3 − ܿሻଶ + 3ܿ ଶ + 2ሺ2ܿ − 3ሻ ቀ Xét hàm số: ݂ ሺܿ ሻ = ܿ ଷ − ܿ ଶ + ଷ ଶ ଶ଻ ଶ , ‫ݎݐ‬ê݊ ቂ1; ቃ ଷ ଷ ଶ ଷି௖ ଶ ଶ ቁ = ܿଷ − ܿଶ + ଷ ଶ ଶ଻ ଶ = ݂ሺܿሻ ଷ SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MÔN TOÁN 12 15 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Gv Thái Văn Duẩn ⇒ ݂ ᇱ ሺܿ ሻ = 3ܿ ଶ − 3ܿ = ⇔ ܿ = Bảng biến thiên c f’ሺcሻ ଷ ଷ + fሺcሻ 13 Khi đó: Từ bảng biến thiên suy ݂ ሺܿ ሻ ≥ ݂ ሺ1ሻ = 13 Suy ܶ ≥ ݂ ሺܿሻ ≥ ݂ ሺ1ሻ = 13 ܿ = 1, ܽ = 1, ܾ = Vậy P =13 c = 1, a = 1, b = ‫4=ݖ+ݕ+ݔ‬ ‫2 = ݖݕݔ‬ Thí dụ 10: Cho số thực dương x, y, z thoả mãn điều kiện sau: ൜ dụ Chứng minh rằng: 2004ሻ Hoạt động khám phá: Hoạ độ 183 − 165√5 ≤ ‫ ݔ‬ସ + ‫ ݕ‬ସ + ‫ ݖ‬ସ ≤ 18 ሺĐề thi Olympic Toán THPT Việt Nam – ሺĐề Việ Biểu thức ܲ = ‫ ݔ‬ସ + ‫ ݕ‬ସ + ‫ ݖ‬ସ đối xứng với ba ẩn x, y, z Biến đổi P theo ‫+ ݕ + ݔ‬ ‫ ݔݖ + ݖݕ + ݕݔ ,ݖݕݔ ,ݖ‬như nào? - Ta có ܲ = ‫ ݔ‬ସ + ‫ ݕ‬ସ + ‫ ݖ‬ସ = ሺ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ + ‫ ݖ‬ଶ ሻଶ − 2ሺ‫ ݔ‬ଶ ‫ ݕ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ ‫ ݖ‬ଶ + ‫ ݖ‬ଶ ‫ ݔ‬ଶ ሻ - = ሺ4ଶ − 2ሺ‫ݔݖ + ݖݕ + ݕݔ‬ሻሻଶ − 2ሺ‫ݔݖ + ݖݕ + ݕݔ‬ሻଶ − 2‫ݖݕݔ‬ሺ‫ݖ + ݕ + ݔ‬ሻ - - Với quan hệ trên, chuyển P theo biến nào? Đặt ‫ ݔݖ + ݖݕ + ݕݔ = ݐ‬và từ giả thiết ‫ = ݖݕݔ ;4 = ݖ + ݕ + ݔ‬ta có ܲ = 2ሺ‫ ݐ‬ଶ − 32‫+ ݐ‬ 144ሻ Tìm điều kiện theo ẩn nào? ଶ ଶ Từ điều kiện x, y, z ta ‫ = ݖݕ ;ݔ − = ݖ + ݕ‬௫ ‫ ݔ = ݐ‬ሺ4 − ‫ݔ‬ሻ + ௫ Tìm điều kiện ẩn x chuyển điều kiện theo ẩn t Áp dụng bât đẳng thức Côsi cho số dương y, z ta có SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 16 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Gv Thái Văn Duẩn ሺ‫ݖ + ݕ‬ሻଶ ≥ 4‫ ⇔ ݖݕ‬ሺ4 − ‫ݔ‬ሻଶ ≥ ⇔ ‫ ݔ‬ଷ − 8‫ ݔ‬ଶ + 16‫ ⇔ ≥ − ݔ‬ሺ‫2 − ݔ‬ሻሺ‫ ݔ‬ଶ − 6‫+ ݔ‬ ଼ ௫ 4≥0 - ⇔ − √5 ≤ ‫2 ≤ ݔ‬ Xét hàm số ‫ݐ‬ሺ‫ݔ‬ሻ = ‫ݔ‬ሺ4 − ‫ݔ‬ሻ + ௫ đoạn ൣ3 − √5; 2൧, ta có ‫ ݐ‬ᇱ ሺ‫ݔ‬ሻ = ଶ Từ việc xét dấu ‫ ݐ‬ᇱ ሺ‫ݔ‬ሻ đoạn ൣ3 − √5; 2൧, ta ≤ ‫≤ ݐ‬ Khảo sát hàm số ܲ = 2ሺ‫441 + ݐ23 − ݐ‬ሻ ≤ ‫≤ ݐ‬ ଶ ଷ ଶ 183 − 165√5 ≤ ‫ ݔ‬ସ + ‫ ݕ‬ସ + ‫ ݖ‬ସ ≤ 18 Bài tập đề nghị tậ đề nghị ଶ ହ√ହିଵ ‫0 ≥ ݖ ,ݕ ,ݔ‬ Cho ൜ ‫1=ݖ+ݕ+ݔ‬ Tìm GTLN ܵ = ‫ ݔ‬ଶ ‫ ݕ + ݕ‬ଶ ‫ ݖ+ݖ‬ଶ ‫ݔ‬ ିଶሺ௫ିଵሻሺ௫ మ ି௫ିଵሻ ௫మ ହ√ହିଵ ଶ suy Đáp số: ܵ = ଶ଻ ‫ݔ‬ẩ‫݇ ܽݎ ݕ‬ℎ݅ ‫ = ݔ‬ଷ , ‫= ݖ ,0 = ݕ‬ số ସ ଵ Cho x, y, z số thực thoả mãn ‫ ݔ‬ଶ + ‫ ݕ‬ଶ + ‫ ݖ‬ଶ = Tìm GTLN, GTNN biểu thức: ܲ = ‫ ݔ‬ଷ +‫ ݕ‬ଷ + ‫ ݕ‬ଷ − 3‫ݖݕݔ‬ Đáp số: max ܲ = 2√2 ‫ݔ‬ẩ‫݇ ܽݎ ݕ‬ℎ݅ ‫0 = ݖ = ݕ ,2√ = ݔ‬ số ܲ = −2√2 ‫ݔ‬ẩ‫݇ ܽݎ ݕ‬ℎ݅ ‫0 = ݖ = ݕ ,2√− = ݔ‬ Cho ‫ > ݔ ,0 > ݕ ,0 > ݔ‬và thoả mãn điều kiện ‫.1 = ݖ + ݕ + ݔ‬ Tìm giá trị lớn biểu thức: ܲ = ‫ݖݕݔ2 − ݔݖ + ݖݕ + ݕݔ‬ ଵ ଷ Cho ܽ, ܾ, ܿ ∈ ሾ1; 2ሿ Chứng minh rằng: Tìm GTNN của: Đáp số: ܲ = ଶ଻ ‫ݔ‬ẩ‫݇ ܽݎ ݕ‬ℎ݅ ‫= ݖ = ݕ = ݔ‬ số ଻ 1 ሺܽ + ܾ + ܿሻ ൬ + + ൰ ≤ 10 ܽ ܾ ܿ ܽ ସ ܾସ ܽଶ ܾ ଶ ܽ ܾ + ସ − ቆ ଶ + ଶቇ + + ܾସ ܽ ܾ ܽ ܾ ܽ Đáp số: ܶ = −2 ‫ݔ‬ẩ‫݇ ܽݎ ݕ‬ℎ݅ ܽ = −ܾ số Cho ܽ, ܾ, ܿ ∈ ሾ0; 1ሿ Chứng minh ܾ ܿ ܽ + + + ሺ1 − ܽሻሺ1 − ܾሻሺ1 − ܿሻ ≤ ܾ+ܿ+1 ܿ+ܽ+1 ܽ+ܾ+1 ܶ= SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 17 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Gv Thái Văn Duẩn Cho ‫ > ݔ ,0 > ݕ ,0 > ݔ‬và thoả mãn điều kiện ‫≤ ݖ + ݕ + ݔ‬ Tìm giá trị nhỏ biểu thức: ܲ =‫+ݖ+ݕ+ݔ‬ ଵ ଶ C Kết luận luậ 1 + + ‫ݖ ݕ ݔ‬ Đáp số: ܲ = số SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 ଷ ଶ ଵହ ଶ ‫ݔ‬ẩ‫݇ ܽݎ ݕ‬ℎ݅ ‫= ݖ = ݕ = ݔ‬ 18 ...www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Gv Thái Văn Duẩn Vậy đến ta nghĩ đến việc đưa P hàm biến số ta đặt: ‫ݕ + ݔ = ݐ‬ Cần chặn biến t cách sử dụng. .. dụ ‫ݕݔ‬ Tìm giá trị lớn biểu thức: SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM MƠN TỐN 12 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN ‫=ܣ‬ Hoạt động khám phá: Hoạ... TỐN 12 10 www.VNMATH.com KHÁM PHÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐẠO HÀM TRONG BÀI TỐN TÌM CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN Tìm giá trị lớn biểu thức: ܲ= 2008ሻ 2008ሻ 08 Hoạt động khám phá: Hoạ độ Gv Thái Văn Duẩn

Ngày đăng: 03/07/2014, 15:37

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • www.vnmath.com

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan