[Tài liệu HSG Toán] Kỹ thuật giảm biến và ứng dụng đạo hàm tìm GTNN – GTLN biểu thức nhiều biến

Kỹ thuật Giảm Biến Tìm Cực Trị Biểu Thức Nhiều Biến Mô tả Meta: Khám phá kỹ thuật giảm biến hiệu quả để tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của biểu thức nhiều biến. Ứng dụng đạo hàm tìm cực trị, hướng dẫn chi tiết và bài tập minh họa. Nắm vững kỹ năng giải toán nâng cao. 1. Tổng quan về bài học

Bài học này tập trung vào kỹ thuật giảm biến, một phương pháp quan trọng trong việc tìm giá trị lớn nhất (GTLN) và giá trị nhỏ nhất (GTNN) của các biểu thức nhiều biến. Qua việc phân tích và áp dụng đạo hàm, học sinh sẽ hiểu rõ cách tìm cực trị của các biểu thức phức tạp. Mục tiêu chính là trang bị cho học sinh công cụ và kỹ năng để giải quyết các bài toán tìm cực trị trong các biểu thức nhiều biến một cách hiệu quả và chính xác.

2. Kiến thức và kỹ năng

Học sinh sẽ được học và rèn luyện các kỹ năng sau:

Hiểu rõ khái niệm biến: Nhận biết và phân tích vai trò của các biến trong một biểu thức nhiều biến. Áp dụng kỹ thuật giảm biến: Phân tích biểu thức để giảm số lượng biến, đơn giản hóa bài toán. Sử dụng đạo hàm: Áp dụng đạo hàm một biến để tìm cực trị của biểu thức sau khi giảm biến. Xác định điều kiện: Xác định các điều kiện cần thiết để tìm được giá trị cực trị. Phân tích và giải quyết bài toán: Phát triển khả năng phân tích và giải quyết các bài toán tìm GTLN/GTNN phức tạp. Hiểu rõ các khái niệm liên quan: Giới thiệu các khái niệm như điểm dừng, điểm cực đại, điểm cực tiểu và cách phân biệt chúng. 3. Phương pháp tiếp cận

Bài học được tổ chức theo trình tự logic và minh họa cụ thể:

Giải thích lý thuyết: Giải thích chi tiết về kỹ thuật giảm biến và ứng dụng đạo hàm tìm cực trị. Ví dụ minh họa: Dẫn dắt bằng các ví dụ đơn giản, sau đó chuyển sang các ví dụ phức tạp hơn để học sinh làm quen với phương pháp. Bài tập thực hành: Học sinh sẽ được thực hành với nhiều bài tập khác nhau, từ dễ đến khó, giúp củng cố kiến thức và kỹ năng. Phân tích và thảo luận: Thảo luận về các phương pháp giải và các điểm cần lưu ý trong quá trình giải quyết bài toán. Giải đáp thắc mắc: Hỗ trợ học sinh giải đáp mọi thắc mắc liên quan đến bài học. 4. Ứng dụng thực tế

Kỹ thuật giảm biến và tìm cực trị có nhiều ứng dụng trong thực tế, ví dụ:

Tối ưu hóa: Tìm giải pháp tối ưu trong các bài toán liên quan đến kinh tế, kỹ thuật.
Thiết kế: Thiết kế các hình dạng tối ưu trong các bài toán về hình học.
Khoa học: Ứng dụng trong các bài toán về vật lý, hóa học.

5. Kết nối với chương trình học

Bài học này liên quan đến các bài học về:

Đạo hàm: Củng cố và mở rộng kiến thức về đạo hàm và ứng dụng của nó. Hình học: Ứng dụng trong các bài toán tìm cực trị của các biểu thức liên quan đến hình học. Đại số: Ứng dụng trong các bài toán tìm cực trị của các biểu thức đại số. 6. Hướng dẫn học tập

Để học hiệu quả, học sinh nên:

Đọc kỹ lý thuyết: Hiểu rõ các khái niệm và định lý liên quan.
Làm các ví dụ minh họa: Thực hành giải các ví dụ để làm quen với phương pháp.
Thử sức với bài tập: Làm nhiều bài tập khác nhau để củng cố kiến thức và kỹ năng.
Tìm kiếm nguồn tài liệu: Tìm kiếm thêm tài liệu tham khảo để mở rộng kiến thức.
Thảo luận với bạn bè: Thảo luận với bạn bè để cùng nhau học hỏi và giải quyết các vấn đề khó.
* Luyện tập thường xuyên: Luyện tập giải các bài toán tìm cực trị thường xuyên để nâng cao kỹ năng.

Keywords (40 từ khóa):

Kỹ thuật giảm biến, đạo hàm, giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất, cực trị, biểu thức nhiều biến, điểm dừng, điểm cực đại, điểm cực tiểu, tối ưu hóa, thiết kế, hình học, đại số, vật lý, hóa học, toán học, phương trình, bất đẳng thức, hàm số, ứng dụng, giải toán, bài tập, tìm cực trị, phân tích, thảo luận, minh họa, điều kiện, kỹ năng, học tập, rèn luyện, nâng cao, toán nâng cao, THPT, HSG Toán, tối ưu hóa, hàm số nhiều biến, cực trị nhiều biến, phương pháp giải, ví dụ thực tế, tài liệu học tập, bài tập nâng cao.

Tài liệu gồm 16 trang, được biên soạn bởi cô giáo Võ Thị Ngọc Ánh (trường THPT Chuyên Nguyễn Tất Thành, tỉnh Kon Tum), hướng dẫn một số kỹ thuật giảm biến và ứng dụng của đạo hàm để tìm giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất của biểu thức nhiều biến, hỗ trợ học sinh lớp 12 ôn thi học sinh giỏi môn Toán 12 cấp tỉnh.


I. MỘT SỐ KỸ THUẬT GIẢM BIẾN VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐẠO HÀM ĐỂ TÌM GIÁ TRỊ NHỎ NHẤT, GIÁ TRỊ LỚN NHẤT CỦA BIỂU THỨC HAI BIẾN.
1. Các bước giải bài toán.
Bước 1: Sử dụng các kĩ thuật giảm biến đưa biểu thức P = f(t) (t cũng có thể là x hoặc y) hoặc so sánh bất đẳng thức (≤, ≥) giữa P với hàm một biến f(t).
+ Kỹ thuật 1: Thế biến để chuyển P về một biến (là một trong các biến đã cho).
+ Kỹ thuật 2: Đặt biến phụ để chuyển P về một biến (là biến phụ đã đặt).
+ Kỹ thuật 3: Đánh giá bất đẳng thức (≤, ≥) và đặt biến phụ (nếu cần) để chuyển việc đánh giá P về khảo sát hàm một biến.
Bước 2: Sử dụng các điều kiện ràng buộc (*), các bất đẳng thức cơ bản (được chứng minh trước đó) để tìm điều kiện “chặt” của biến t, thực chất đây là miền giá trị của t khi x, y thay đổi thỏa điều kiện (*).
Bước 3: Xét sự biến thiên của hàm f(t) và suy ra kết quả về giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất (nếu có) của biểu thức P.
2. Các ví dụ minh họa.
Kĩ thuật 1: Thế biến để đưa biểu thức P về một biến.
Kĩ thuật 2: Đặt biến phụ để đưa biểu thức P về biểu thức theo một biến.
+ Dạng 1: Đặt biến phụ đối với biểu thức P có dạng đối xứng.
+ Dạng 2: Đặt biến phụ đối với điều kiện (*) là tổng các hạng tử đồng bậc hoặc biểu thức P thể hiện tính “đồng bậc” (đối với các biến x và y).
Kĩ thuật 3: Đánh giá bất đẳng thức (≤, ≥) và đặt biến phụ (nếu cần) để chuyển việc đánh giá P về khảo sát hàm một biến.
3. Bài tập rèn luyện.


II. MỘT SỐ KỸ THUẬT GIẢM BIẾN VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐẠO HÀM ĐỂ TÌM GIÁ TRỊ NHỎ NHẤT, GIÁ TRỊ LỚN NHẤT CỦA BIỂU THỨC BA BIẾN.
1. Các bước giải bài toán.
Bước 1: Sử dụng các kĩ thuật giảm biến đưa biểu thức P = f(t) (t cũng có thể là x, y hoặc z) hoặc so sánh bất đẳng thức (≤, ≥)giữa P với hàm một biến f(t).
+ Kỹ thuật 1: Thế biến để chuyển P về một biến (là một trong các biến đã cho).
+ Kỹ thuật 2: Đặt biến phụ để chuyển P về một biến (là biến phụ đã đặt).
+ Kỹ thuật 3: Đánh giá bất đẳng thức (≤, ≥) và đặt biến phụ (nếu cần) để chuyển việc đánh giá P về khảo sát hàm một biến.
Bước 2: Sử dụng các điều kiện ràng buộc (*), các bất đẳng thức cơ bản (được chứng minh trước đó) để tìm điều kiện “chặt” của biến t, thực chất đây là miền giá trị của t khi x, y, z thay đổi thỏa điều kiện (*).
Bước 3: Xét sự biến thiên của hàm f(t) và suy ra kết quả về giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất (nếu có) đối với P.
2. Các ví dụ minh họa.
Kỹ thuật 1: Thế biến để đưa biểu thức về một biến.
Kỹ thuật 2: Đặt biến phụ để đưa biểu thức về một biến.
Kỹ thuật 3: Đánh giá bất đẳng thức (≤, ≥) để so sánh biểu thức P với biểu thức chứa một biến.
3. Bài tập rèn luyện.

Tài liệu đính kèm

  • ky-thuat-giam-bien-va-ung-dung-dao-ham-tim-gtnn-gtln-bieu-thuc-nhieu-bien.pdf

    527.27 KB • PDF

    Tải xuống

Tài liệu tin học

Tài liệu Lớp 1

Tài liệu Lớp 2

Tài liệu Lớp 3

Tài liệu Lớp 4

Tài liệu Lớp 5

Trò chơi Powerpoint

Sáng kiến kinh nghiệm