主要内容: 本文详细介绍通过代入法、三角换元法、判别式法、中值替换法、不等式法、几何数形法、构造函数等方法计算ab在8a+1b=1条件下的最大值。 主要公式: 1.(sina)^2+(cosa)^2=1。 2.ab≤(a+b)^2/2。 思路一:直接代入法 根据已知条件,替换b,得到关于a的函数,并根据二次函数性质得ab的取值范围。 ab=a(1-8a)=-8a^2+a =-8(a-1/16)^2+1/32, 则当a=1/16时,ab有最大值为1/32。 思路二:判别式法 设ab=p,得到b=p/a,代入已知条件关于a的函数,并根据二次函数性质得ab的取值范围。 8a+b=1, 8a+p/a=1, 8a^2-a+p=0,对a的二次方程有: 判别式△=1-32p≥0,即: p≤1/32,此时得ab=p的最大值=1/32。 思路三:三角换元法 将ab表示成三角函数,进而得ab的最大值。 由8a+b=1,要求ab的最大值,不妨设a,b均为正数, 设8a=(cost)^2,b=(sint)^2,则: a=1/8*(cost)^2,b=(sint)^2,代入得: ab=1/8*(cost)^2(sint)^2, =1/32*(sin2t)^2, 当sin2t=±1时,ab有最大值=1/32。 思路四:中值代换法 设8a=1/2+t,1b=1/2-t,则: a=(1/8)(1/2+t),b=(1/2-t) 此时有:ab=(1/8)(1/2+t)*(1/2-t) =(1/8)(1/4-t^2)。 当t=0时,即:ab≤1/32, 则ab的最大值为1/32。 思路五:不等式法 当a,b均为正数时,则: ∵8a+b≥2√8ab, ∴(8a+b)^2≥32*ab, 1≥32*ab, 即:ab≤1/32, 则ab的最大值为1/32。 思路六:数形几何法 如图,设直线8a+b=1上的任意一点P(a0,b0), op与x轴的夹角为θ,则: 8a0+b0=1,b0=a0tanθ, p(a0,b0) 8a0+a0tanθ=1,得 a0=1/(8+tanθ), |a0*b0|=|tanθ|/(8+tanθ)^2, =1/[(64/|tanθ|)+16+|tanθ|] ≤1/(16+16)=1/32。 则ab的最大值=1/32. 思路七构造函数法 设函数f(a,b)=ab-λ(8a+b-1), 则偏导数f'a=b-8λ,f'b=a-λ, f'λ=8a+b-1。 令f'a=f'b=f'λ=0,则: b=8λ,a=λ。进一步代入得: 8λ+8λ=1,即λ=1/16. 则有a=1/16,b=1/2. ab的最大值=1/16*1/2=1/32。 |