夜雨聆风学习资料网

ARTICLE · 1309205

高中数学2025年1卷第19题相关:二元函数双重最值问题深度解析

高中数学2025年1卷第19题相关:二元函数双重最值问题深度解析

最近学生答疑时,遇到这样一个题目,解析竟然是这样的,我们先来一起看看:

题目回顾

14. 已知函数 ,若  使得对 ,都有 ,则  的最小值为 ________。

深度解析

对于函数 ,其单调性以及最值通过求导很难直接解出,所以需要考虑将其分解为两个易分析的函数,分别为  和 ,分别分析其单调性及最值的取得情况,再综合看整体的单调性及最值。

令  (题眼),则 。

  • • 当  时,,函数  单调递增;
  • • 当  时,,函数  单调递减。

又 ,所以  在  上的最大值为 2。

因为 ,当  时,使  的最小值为 -1。所以当  时,,使得  的最大值为 1。

故 ,因此  的最小值为 1。


学生的困惑与联想

这道题目的命题很容易让学生联想到 2025年1卷第19题(3)问:

“,对 ,都有  成立,求  的最小值。”

如果按照上述题目的解析逻辑:先考虑有最大值,当且仅当时取到 5。,使得的最小值为 -1。当时,,使得的最大值为。。

但这与 2025年1卷第19题的正解 “” 不符。问题是出在哪里呢?


核心本质分析

实质上,解析混淆了两个命题:

  1. 1. “,对 ,都有 ”只需 
  2. 2. “对 ,都 ,使得 ”只需 

而一般地,对于二元函数 ,有如下不等式关系:

开头我们看到的题目恰好能使得这两个双重最值是相等的,但2025年1卷的第19题就不是了,因此出现了疑惑。

简单证明一下

由于 则  (常数)


直观理解:矩阵举例

我们可以通过一个简单的数字矩阵来理解这种区别:

  • • 对应命题①(先行后列):求每一行中的最大值,分别为 3, 6, 8,再从中找最小值为 3。通俗解释:有某一行,对任意一列中的值都 ,则只需 。
  • • 对应命题②(先列后行):求每一列中的最小值,分别为 1, 2, 2.5,再从中找最大值为 2.5。通俗解释:对每一列,都有某一行的值 ,则只需 。

这两种最值用通俗(但不严谨)的语言理解,有点像 “从一群高个中找小个子” 和 “从一群小个子中找高个” 的区别。

结论

而对于开头的题目和2025年1卷第19题(3)问,都需要参数  即可。

回首页,搜索你想要的文档

在首页搜索框输入关键词,快速定位资料

文库首页搜索指引 立即搜索

相关学习资料