(一)如果a,b為正數(shù),那么有:
,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí),上式取“=”號(hào)。
推論:
1.兩個(gè)正數(shù)的積一定時(shí),兩數(shù)相等時(shí),其和最小。
2.兩個(gè)正數(shù)的和一定時(shí),兩數(shù)相等時(shí),其積最大。
(三)利用配方法求極值
對于二次函數(shù)
,函數(shù)解析式經(jīng)配方可變?yōu)?![]()
(1)若a>0時(shí),當(dāng)
時(shí),y有極小值為 ![]()
(2)若a<0時(shí),當(dāng)
時(shí),y有極大值為 ![]()
對于例題 1還可用配方法求解。
(二)利用一元二次方程判別式求極值
對于二次函數(shù)y = ax2 + bx + c,(a ≠0)可變形為一元二次方程
ax2 + bx + c - y=0
用判別式法
即:
![]()
則由不等式可知 y的極值為: ![]()
對于例題 1,我們可以轉(zhuǎn)化為二次方程求解。
將
可轉(zhuǎn)化為一元二次方程:
![]()
要使方程有解,必使判別式 ![]()
解不等式得:
,即最大值為6m
例1.一個(gè)質(zhì)量為m的電子與一個(gè)靜止的質(zhì)量為M的原子發(fā)生正碰,碰后原子獲得一定速度,并有一定的能量E被貯存在這個(gè)原子內(nèi)部。求電子必須具有的最小初動(dòng)能是多少?
分析與解:設(shè)電子碰前的速度為υ1,碰后的速度為
,靜止的原子被碰后的速度為
。
由動(dòng)量守恒定律有
(1)
由能量守恒有
(2)
在以上兩個(gè)方程中,有三個(gè)未知數(shù),υ1、
、
,一般的同學(xué)認(rèn)為少一個(gè)方程,難以求解。但由(1)式解出
代入(2)
可得:
進(jìn)一步整理可得:(M+m)m
-2m2υ1
+(m-M)mυ12+2ME=0
此式是關(guān)于
的一元二次方程,因電子碰后的速度
必為實(shí)數(shù),所以此方程的判別式B2-4AC≥0 即
4m4
-4(M+m)m[(m-M)m
+2ME]≥0
根據(jù)上式整理可得:
所以電子必須具有的最小的初動(dòng)能是
例2.如圖2-1所示,頂角為2θ的光滑圓錐,置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球,沿圓錐面在水平面作勻速圓周運(yùn)動(dòng),求小球作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。 分析與解:小球在運(yùn)動(dòng)時(shí)將受重力mg,圓錐面對球的彈力N,及洛侖茲力f的作用,如圖2-2所示。設(shè)小球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R,速率為υ。

由正交分解可得
聯(lián)立(1)、(2)試可得
上式有υ、R兩個(gè)未知量,似乎不可解,但因?yàn)槭乔髽O值問題,可用一元二次方程判別式求解。因?yàn)棣杂袑?shí)數(shù)解,由B2-4AC≥0
即
∴小球作圓周運(yùn)動(dòng)的最小半徑為
例3.在擲鉛球的運(yùn)動(dòng)中,如果鉛球出手時(shí)距地面的高度為h,速度為υ0,求υ0與水平方向成何角度時(shí),水平射程最遠(yuǎn)?并求此最大的水平射程Xmax。
分析與解:以出手點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),可分別列出水平方向與豎直方向的位移方程。
上式為關(guān)于tgθ的一元二次方程。若tgθ存在實(shí)數(shù)解,則判別式B2-4AC≥0
即
解出結(jié)果后,我們可聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行如下驗(yàn)證。設(shè)出手高度h=0,
則
θ=45°。這就是我們過去曾經(jīng)知道的一個(gè)物體做斜拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)θ=45°時(shí)其射程最遠(yuǎn)。
(二)用二次函數(shù)極值公式求極值。
對于典型的一元二次函數(shù)y = ax2 + bx + c,(a ≠0)
若a > 0, 則當(dāng)
時(shí) ,y 有極小值,為 ymin=
;
若 a < 0, 則當(dāng)
時(shí) ,y 有極大值,為 ymax=
。
例 1 一輛汽車在十字路口等候綠燈,當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以 3m/s 2 的加速度開始行駛。恰在這時(shí)一輛自行車以 6m/s 的速度勻速駛來,從后邊趕過汽車。汽車從路口開動(dòng)后,在追上自行車之前過多長時(shí)間兩車相距最遠(yuǎn)?此時(shí)距離是多少?
分析:根據(jù)題意,自行車做勻速運(yùn)動(dòng),汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)。汽車與自行車的位移之差是一個(gè)關(guān)于時(shí)間的二次函數(shù),所以可以用二次函數(shù)極值公式求極值。
解:經(jīng)過時(shí)間 t后,自行車做勻速運(yùn)動(dòng),其位移為S1=Vt,
汽車做勻加速運(yùn)動(dòng),其位移為: ![]()
兩車相距為: ![]()
這是一個(gè)關(guān)于 t的二次函數(shù),因二次項(xiàng)系數(shù)為負(fù)值,故ΔS有最大值。
當(dāng)
=2(s)時(shí)ΔS有最大值。
![]()
在解物理問題時(shí),若列出的物理方程滿足二次函形式,則可由求二次函數(shù)極值的方法求解物理極值。主要有以下幾種類型:
44.下圖為我國某區(qū)域等溫線圖,表格為乙地區(qū)氣候資料圖,完成下列要求! (8分)
![]()
(1)簡述該地一月份等溫線的分布特征。
(2)甲地與乙地緯度僅相差2度,但氣溫差異卻很大,試分析甲地冬季氣溫低的原因。
![]()
43.
讀各緯度平均氣溫年較差示意圖,同答下列問題。
(1)氣溫年較差的分布規(guī)律是 ,有
此規(guī)律的原因是 。
(2)60°N與60°S相比,平均氣溫年較差 更
大,有此現(xiàn)象的原因是 。
(3)我國各地的氣溫年較差的分布規(guī)律是 。
(提示:注意(2)題的思路)
42.讀我國東部地區(qū)不同月份的雨帶圖,完成下列問題。(14分)
(1)按雨帶推移的時(shí)間順序,將A、B、C、D
重新排序?yàn)?u> 。
(2)雨帶的推移主要是由 風(fēng)的進(jìn)退決
定的,雨帶的降雨類型屬于 雨。
(3)據(jù)圖說明我國南方雨季和北方雨季長短的
差別。
(4)與“黃梅時(shí)節(jié)家家雨,青草池塘處處蛙”
的景象對應(yīng)的是 圖,與華北平原春旱對應(yīng)的是 圖,與伏早天氣對應(yīng)的是一圖。
41.讀下圖,按要求完成下列各小題。(8分)
![]()
(1)該圖表示的是每年 (節(jié)氣)日的情況,此刻太陽直射點(diǎn)的地理坐標(biāo)
是 , 。
(2)圖中,甲乙兩地均位于晨昏線中的 線上,乙地日出時(shí)刻是 點(diǎn)鐘。
(3)按圖中所示情況,北京時(shí)間是 點(diǎn)鐘,我國南極昆侖考察站的黑夜長 小時(shí)。
(4)在圖中所示的這一天,下列地點(diǎn)中正午太陽高度角最大的是( )
A.北京 B.廣州 C.甲地 D.乙地
(5)按圖中所示,如果是晴天,過64小時(shí)后能看到北極星的有下列地點(diǎn)中的( )
A.北京 B.紐約 C.莫斯科 D.悉尼
降水量的分布。讀圖7,回答39-40題.
![]()
39.表示多年平均雪線高度、氣溫、降水量的曲線依次是
A:①②③ B.①③② C.③②① D.③①②
40.多年平均雪線高度
A.隨緯度增高而降低 B.在副熱帶地區(qū)最高
C.在降水量大的地區(qū)較高 D.在南半球低緯度地區(qū)最低
第Ⅱ卷(非選擇題,共40分)
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