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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. “,对 ,都有 ”只需 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。















































































