詳細講解「給出關於x,y的平面區域求關於x,y式子的取值範圍」

2020-12-14 玉w頭說教育

題型

圖一中的題就是這類題型,該題間接地給出了x,y的平面區域,要求出關於x,y的式子的取值範圍。

題型解析

關於x,y的平面區域我們很容易畫出來,但是要求出關於x,y的式子取值範圍就很難找準,這個時候我麼就要將關於x,y的式子進行變形,變成具有幾何意義的式子,同時要採用數形結合的方法來增強我們的對該題的理解。

具體做法

第一步找出關於x,y的平面區域。

只需將x≥1、y≥x-1和3x+5y≤15這三個不等式的圖像畫出來,然後再取交集即可。

因為x≥1,所以該不等式的圖像取x=1的右邊即可;

將(0,0)點代入不等式y≥x-1符合該不等式,所以畫出y=x-1圖像後左上方圖像即可;

將(0,0)點代入不等式3x+5y≤15符合不等式,所以畫出3x+5y=15的圖像取左下方的圖像;

將三個不等式所取的範圍進行取交集,即得到了關於x,y的平面區域。

即如圖二

圖二

註:題中給出的不等式都是有等號的,所以每條直線本身也符合題意,三條直線的交點也在平面區域內,所以後面的等號也可以取到。

第二步將式子(x+3y+6)/(x+3)化成具有幾何意義的形式。

(x+3y+6)/(x+3)

=(x+3+3y+3)/(x+3)

=(x+3)/(x+3)+(3y+3)/(x+3)

=1+3(y+1)/(x+3)

令S=(y+1)/(x+3),S就是表示平面區域內的動點(x,y)與定點(-3,-1)連線的斜率,所以就將該題轉化成平面區內動點到定點直線的斜率。

幾何圖形如圖三

圖三

如圖三中可以得知,C點到P點的斜率到A點到P點的斜率是逐漸增大的,所以當取C點時,S取最小值;當取A點時,S取最大值。

所以Smin=(0+1)/(1+3)=1/4,(x+3y+6)/(x+3)min=1+3×1/4=7/4;

所以Smax=(12/5+1)/(1+3)=17/20,(x+3y+6)/(x+3)max=1+3×17/20=71/20.

綜上所述,(x+3y+6)/(x+3)的取值範圍為[7/4,71/20]。

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