我們通常把y=ax² bx c(a≠0)叫做變量x的二次函數。這個函數在直角坐标系上的圖像是一條抛物線。
利用配方法,可以對函數y作以下變形:
凡是可以用二次函數來表示的實際問題,都可以運用上面的結論。
我們來看幾道例題。
例1 用長度為m米的籬笆材料圍成一個矩形場地,要使這塊地的面積最大,應該如何确定邊長?
這是一個二次函數。由于a=—1<0,所以y有最大值。運用上面的結論分析,可得
由此可知:
當矩形周長為定值時,以正方形的面積為最大。
例2 兩數之和為16,問此兩數取何值時,平方和最小?
解:設一個數為x,依題意另外一個數為16—x,設兩數的平方和為y,可得
y=x² (16—x)²
去括号并整理,得
y=2x²—32x 256
用配方法求解,可得
y=2(x²—16x 128)
=2(x²—16x 64—64 128)
=2[(x²—16x 8²) 64]
=2[(x—8)² 64]
=2(x—8)² 128
顯然,當(x—8)²=0時,y有最小值128,
∴x=8
當兩數都是8時,平方和y有最小值128。
例3 一條直線上有相距100公裡的A、B兩點。甲車以每小時40公裡的速度從A向B行駛,與此同時,乙車以每小時60公裡的速度由B向C直線行駛(設∠ABC=120°)。問:經過多少時間後,甲與乙相距最短?
解:設經過x小時後,甲到達D,乙到達C,如下圖所示,
∵∠ABC=120°,由餘弦定理得
CD²=BD² BC²—2BD·BC·cos120°
=(100—40x)² (60x)² 2(100—40x)60x·0.5
=2800x²—2000x 10000
=400(7x²—5x 25)
圖上的CD就是經過x小時後甲與乙的距離,而這個距離的平方是x的二次函數。顯然,CD²與CD、7x²—5x 25同時取得極值。
由y=7x²—5x 25知a=7>0,因而
以上,介紹了配方法的重要應用:求二次函數的極值。求極值還有其它方法,例如判别式法,抛物線頂點法等,就不講了,以免喧賓奪主,沖淡主題。
科學尚未普及,媒體還需努力。感謝閱讀,再見。
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