初中竞赛:巨难,难倒不少大学生!全军覆没,非微积分不可求解?

贝笑爱数学 2024-04-14 08:53:40

此前发布了一道初中数学竞赛题:求二元无理式的最大值!乍一看,这不就是高等数学里面的二元函数最值问题吗?非使用大学微积分知识求解不可!

初中数学竞赛:如图,

图一

已知x+y=5,x、y>0,求√(x²-1)+√(y²-4)的最大值。

此题对于初中生而言,难度巨大,铁定全军覆没!

即便是学了微积分初步知识的高中生,难度也不小,甚至难倒不少大学生!

先给出适合高中生和大学生的求解方法。

一、超纲解析:微积分知识!

可转化为一元函数最值问题或二元函数的条件极值问题!

仅就一元函数最值问题进行解析

①将y=5-x代入√(x²-1)+√(y²-4),并令f(x)=√(x²-1)+√((x-5)²-4)。

②求f(x)关于x的导数:f'(x)=x/√(x²-1)+(x-5)/√((x-5)²-4)。令f'(x)=0,求得大于0的驻点x=5/3。

③当x=5/3,y=10/3时,√(x²-1)+√(y²-4)取得最大值为4。

杀鸡焉用牛刀?非用微积分知识求解不可?能否仅使用初中知识求解?

二、不超纲解析:数形结合,简单直观!

①构造两个直角三角形ABD和BCE:AB=x,AD=1,BD=√(x²-1),BC=y,BE=2,CE=√(y²-4)。如图二

图二

②延长AD和CE,相交于点F,连接AC。如图三

图三

③显然AF=3,故由勾股定可得CF²+9=CF²+AF²=AC²。

④在△ABC中,AC≤AB+BC=5。

⑤由③和④可知,CF²+9≤25,故CF≤4。注意到CF=BD+CE=√(x²-1)+√(y²-4),从而√(x²-1)+√(y²-4)≤4。

⑥由图三可知,当A、B、C三点共线也即△ABD与△BCE相似时,√(x²-1)+√(y²-4)取到最大值4,此时x=5/3,y=10/3!

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友友们有好的思路或方法,欢迎留言分享!

16 阅读:5991

评论列表

迷迷糊糊就走到了这个岁数

迷迷糊糊就走到了这个岁数

13
2024-04-24 23:14

初中确实学过根号,但是,不是说挂了根号就是初中。最值公式是高中的,特定体型这题也算不上,这不但是超纲,在高中里都是超纲。别随随便便说竞赛,培训机构竞赛和加分竞赛不是一个概念。

迷迷糊糊就走到了这个岁数 回复 05-29 19:56
我不怀疑,你就是没上过高中。初中所谓最值问题,是定义域一次函数,培养学生函数概念。高中最值问题是有基本公式。极值导数概念,读书少就读去,别给你家里人丢人。

誹妳鈈可 回复 06-15 18:23
其实就是点到直线的距离

拖肥

拖肥

12
2024-04-27 11:14

数形结合确实很巧妙,不过小编忘了分类讨论了,x=1,y=4也是符合要求的,此时构不成三角形,当然这个结果不是最大值。

乔包大家 回复 05-16 21:42
应该先把等于一等于二两个特殊值排除了,解法就完备了[点赞]

梦幻の白夜

梦幻の白夜

9
2024-05-31 11:03

人到三十今天看到这一堆图形符号,感觉数学全还回去了,所以穿越重生小说里的回到过去成学霸基本上没有可能

Etredis

Etredis

7
2024-06-18 00:03

做过,初中做过,确实使用数形结合。不过题目一般会有台阶

꧁☬༺魅༻☬꧂

꧁☬༺魅༻☬꧂

7
2024-06-17 11:46

学会加减乘除用于日常生活足矣[得瑟]

软饭协会冠军

软饭协会冠军

7
2024-04-28 18:14

我是我们年级唯一一个答对的,现在在网上刷新闻看。答对了有求用,只有在大城市的才有人发现。

悼明 回复 05-29 15:25
这么小?就和软饭挂钩了?

用户13xxx26

用户13xxx26

6
2024-05-26 16:54

其实我想不明白,高中数学,大学的微积分,学来有什么用?当年砍这些得时候,都像天书一样,一点都看不明白

浮游生物 回复 06-27 17:32
材料力学要用到,热力学要用到,,当然只是搬砖确实用不到。

谢建华 回复 06-26 11:34
工科要用

肖翼

肖翼

6
2024-06-19 09:22

人家就是要你图形结合……超什么纲!拿到题目,你就不能一头扎进去,开始纯数字演算!不然,就不叫竞赛。

赚钱养佳

赚钱养佳

5
2024-04-20 07:12

初中题导数都上来了!

用户38xxx61 回复 04-29 08:16
看看作者文章

k999

k999

5
2024-05-11 10:40

现在的教育是要发掘培养一万人中的一个科学家,剩下9999人全是陪跑牺牲品。这种题目也只对那万中无一的理工科天才初中生有意义,对于剩下陪跑的人来说只是在折磨他们。

拖肥 回复 05-29 12:38
没有这些陪跑的,怎么才能找到天才呢?教育本来就是一个大浪淘沙的过程

松燚遥

松燚遥

4
2024-05-16 16:54

我解就直接用微积分否则我不会。微积分是高二开始学的,大学时进一步巩固了微积分。[呲牙笑]

彬彬 回复 05-30 12:28
您应该是七零后吧?02年高中就剔除微积分了,后面虽然老师也教,但我们不大用心学[笑着哭]

用户12xxx54 回复 05-26 11:34
你现在吹牛也没人会去验证你在吹牛!那就使劲吹吧

一介草民

一介草民

3
2024-04-22 06:42

数形结合法,很简单

用户12xxx92

用户12xxx92

3
2024-04-24 14:42

我数学渣渣,看见这些就头大

月球用户95xxxx27

月球用户95xxxx27

3
2024-04-24 18:45

这题用数形结合吧

忙球和蚌口

忙球和蚌口

2
2024-04-14 23:33

其实根本就是求埃克斯平方和歪平方最大和。

拖肥 回复 04-27 11:32
错,如果按你说的,把y=5-x代入,得到关于x的开口向上的二次函数,由题意知x的取值范围为大于等于一,小于等于三,则当x为1时能取最大值,而此时所求式为7/2,小于正确答案。

用户14xxx61

用户14xxx61

2
2024-04-19 11:58

这是超纲了吧?

赚钱养佳 回复 04-20 07:12
竞赛,但也不该有导数!

迷惘中堕落着

迷惘中堕落着

2
2024-04-19 13:57

当x=y=5/2时候呢?

柒壹安客 回复 06-19 05:52
重点在于最大值这个限定嘛![笑着哭][笑着哭]

拖肥 回复 04-27 11:09
结果7/2,小于4

冰夜孤星

冰夜孤星

2
2024-04-29 00:43

这两天,我被娃子6年级的一题奥数题难住了[笑着哭]

书荒振救者 回复 07-04 13:16
百度一下你就知道

晕呼呼1987

晕呼呼1987

2
2024-04-30 16:38

图解

任九先生

任九先生

2
2024-05-04 12:32

AB+BC=5这步看不懂

五行缺火 回复 05-22 13:09
题干给的x+y=5

一天世界晴

一天世界晴

2
2024-05-05 18:04

对号是什么意思

烧鸡翼鹅钟意食

烧鸡翼鹅钟意食

2
2024-05-28 23:42

我能不能叫数学老师退学费[笑着哭] 都看不懂了[大哭]

誹妳鈈可

誹妳鈈可

2
2024-06-15 18:22

点到直线的距离即可

有人

有人

2
2024-06-23 21:26

说初中不拼智商的给很很抽了脸。

一粒尘沙

一粒尘沙

1
2024-05-26 18:21

2√2最大值

彬彬

彬彬

1
2024-05-30 12:30

这题我都用盲解[笑着哭]

贝笑爱数学

贝笑爱数学

感谢大家的关注