函数 $y=\sqrt{7-x}+\sqrt{9-x}$ 的值域是区间 $[m,M]$,则 $\frac{M^2}{m^2}=$ 
【难度】
【出处】
2018年全国高中数学联赛江西省预赛
【标注】
  • 数学竞赛
    >
    函数与方程
    >
    函数最值
  • 知识点
    >
    函数
    >
    函数的图象与性质
    >
    函数的最值和值域
【答案】
$2$
【解析】
显然函数定义域为 $x\in[-9,7]$,在此区间内 $y>0$,由于 $(7-x)+(9+x)=16$,即 $\dfrac{7-x}{16}+\dfrac{9+x}{16}=1$,故有角 $\alpha\in[0,\dfrac{\pi}{2}]$ 使得 $\sqrt{\dfrac{7-x}{16}}=\sin \alpha,\sqrt{\dfrac{9+x}{16}}=\cos \alpha$.于是 $\dfrac{y}{4}=\sqrt{\dfrac{7-x}{16}}+\sqrt{\dfrac{9+x}{16}}=\sin \alpha+\cos \alpha=\sqrt{2}\sin(\alpha+\dfrac{\pi}{4})$.因为 $0\leqslant \alpha \leqslant \dfrac{\pi}{2}$,则 $\dfrac{\pi}{4}\leqslant \alpha+\dfrac{\pi}{4}\leqslant \dfrac{3\pi}{4}$.在此范围内 $\dfrac{\sqrt{2}}{2}\leqslant\sin(\alpha+\dfrac{\pi}{4})\leqslant 1$,则有 $1\leqslant \sqrt{2}\sin(\alpha+\dfrac{\pi}{4})\leqslant \sqrt{2}$.因此 $4\leqslant y\leqslant 4\sqrt{2}$.(当 $x=7$ 时,$y_\min=4$;当 $x=-1$ 时,$y_\max=4\sqrt{2}$).
题目 答案 解析 备注
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