要説中學最難學的科目,數學肯定都是在很多人的備選項之中,特別是高中數學。中學數學真的有那麼難嗎?其實並沒有那麼難,關鍵還是在於學習方法出了問題。就拿高中數學來説,現在很多學生都是一味刷題,不注重基礎知識的學習和理解,也不注重知識的融會貫通。這樣學習下去,數學只會越學越差。
本文和大家分享一道中學數學的經典題目:已知m、n為正數,且m+n=1,求mn的最大值。
這道題目的難度不算大,但是解題方法比較多,本文介紹4種比較常用的解題方法。通過不同的解題方法,把中學數學的一些知識點串聯起來,加深對知識的理解。
題目裏面出現了兩個變量:m和n,可以用一個變量來表示另外一個變量。比如因為m+n=1,所以m=1-n,所以mn=(1-n)n=-n²+n。這樣mn就變成了一個關於n的二次函數,下面只需要求出這個二次函數在n大於0而小於1這個範圍內的最大值即可。
因為m+n=1,所以可以設m=1/2+t,n=1/2-t。又因為m、n都是正數,所以t在負二分之一到正二分之一之間。這樣一變換,mn=1/4-t²。很明顯,當t=0,即m=n=1/2時,mn取得最大值。這種解法用到了函數和換元的思想,都是中學數學比較重要的方法。
m、n都為正數,那麼mn就可以看成是一個矩形的面積,所以需要構造出一個矩形。因為m+n=1,所以2m+2n=2,即可以看成該矩形的長和寬分別為m和n、周長為2,也就是説構造出的這個矩形的周長為定值。在小學數學就已經學過,矩形周長一定時,長和寬相等即為正方形時面積最大。也就是m=n=1/2時,mn取得最大值1/4。
基本不等式是高中數學非常重要的考點,基本形式是:當a、b都大於0時,a+b≥2√ab,當且僅當a=b時可以取到“=”。基本不等式的適用條件可以簡單概括為7個字:一正二定三相等。很明顯,本題滿足基本不等式的適用條件,所以mn≤[(m+n)/2]²,即可得到mn的最大值為1/4。
這道題本身的難度並不大,但是通過一題多解的方法,有助於拓展數學思維,而且本題幾種解題方法涉及到了中學最重要的數學思想:函數思想、換元法、數形結合等。你還有其他解題方法嗎?歡迎交流!