几种方法求解y=√1-x^2在[0,1]上的最值

主要内容:分别介绍用复合函数单调性、三角换元法、导数法和数形结合法求函数y=√1-x^2在[0,1]上的最值。

方法/步骤

1、方法1:复合函数单调性质求解

 

∵y=√1-x^2函数由幂函数y=√u,u=1-x^2复合而成,

且在x≥0时,y=√u为增函数,u=-x^2+1为减函数。

∴函数y=√1-x^2在区间[0,1]上为减函数。

所以:

ymax=f(0)=√(1-0)=1,

ymin=f(1)=0.

2、方法2.三角换元法

 

设x=sint,t∈[0,π/2],则:

y=√1-x^2

=√[1-(sint)^2]

=cost.

根据cost在[0,π/2]上的取值,可知:

ymax=f(0)=cos0=1,

ymin=f(π/2)=cosπ/2=0。

 

3、方法3.数形结合法

 

∵y=√1-x^2≥0

∴y^2=1-x^2

即:y^2+x^2=1.

又因为y^2的系数=1,x^2的系数=1,则可以把上述方程看成圆在x轴上方的部分。

此时ymin=0,y的最大值为曲线在y轴上的截距。

即:ymax=f(x=0)=1。

 

4、方法4.导数法

 

∵y=√1-x^2

∴y'=-x/√1-x^2。

又因为x∈[0,1],即x≥0.

所以-x≤0,则y'≤0.

故函数y在定义域上为减函数。

ymax=f(0)=√(1-0)=1,

ymin=f(1)=0。

                    

5、用到的数学公式或性质定理有:

1.复合函数单调性同增为增,异减为减性质的应用。

2.形如ax^2+by^2=c方程,a,b,c为正数,当a=b时为圆,

  当a≠b时为椭圆。

3.三角函数重要公式:(sinx)^2+(cosx)^2=1。

4.y=√a-bx^2,则y'=-bx/√(a-bx^2)。

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