物理的极值问题,主要是解决物理函数关系及其定义域的问题,这是由物理条件所阻碍的。并且化学极值与物理极值有显著的区别。
化学极值,实质是针对某一化学现象的动态范围、发展变化趋势及其极限,这是由化学条件所阻碍的。化学极值,常常表现为化学约束条件下的最大或最小值,这与物理极值有本质的区别。
就思维表现看物理二力平衡公式,求极值过程是归纳和诠释综合运用过程。在纷繁复杂的变化条件中,要归纳出通常的状态表现,又要在此基础上,经诠释推理,寻求特殊的极端模型。
这也是构建理想化模型,也要理想化。其实,解极值过程是综合运用几种常规的思维方式的高层次的思维过程。另一方面,解极值过程,须要利用一些初等物理手段,靠扎实的物理基础。从所应用的物理手段来看,求极值可以为下述几种方式:
(一)借助多项式的性质求极值
[例1]物体A置于水平面上,作用在A上的推力F与水平方向成30º角,如图示。使A作匀速直线运动。试问,当物体A与水平面之间的磨擦系数μ为多大时,不管F减小到多大,都可以使A在水平面上,作匀速直线运动?
解:A受力如图所示,由已知,A处于平衡状态,有:Fcosα=º=μ(G+º),得F=
由已知当公式的分母为零物理二力平衡公式,即F→∞的匀速运动时sin30º-μcos30º=0时得μ=tg30º=0.58,则F→∞,此时都可以使A在水平面上作匀速直线运动。
(二)借助一元二次方程求根公式求极值
有些问题,通过剖析列关系式,最后整理出关于一个未知量的一元二次方程。它的根就可能是要求的极值。这些技巧应用是很普遍的。
(三)借助一元二次方程判断式△=b2-4ac≥O求极值
[例2]一个质量为M的圆环,用细线悬挂着。将两个质量为m的有孔的小珠套在环上,且可沿环无磨擦滑动,如图(a)所示。今将两小珠从环的顶端由静止开始释放。证明,当m>
M时,圆环能升起。
证明:取小球为研究对象,受力如图(a)。由牛顿第二定理,得所mgcosθ+N=
由机械能守恒定理,得mgR(1-cosθ)=
由此二式得N=2mg-θ(1)上式中,N>0,即cosθ
M为升起条件。
小结:从里面例题中可看出,应用判断式解题时,要注意研究所构建的一元二次方程的特性,表现为两个未知数,把二次方的未知数做为自变量,另一个量就靠判断式而定了。
(四)借助y=ax2+bx+c的极值条件和化学量的边界条件求极值
这儿是两种方式的综合应用。一种是借助未知量确定的二次三项式中系数求极大(或极小)值,其条件是x=-b/2a;另一种是由题意中给出的化学量的具体取值范围,取其边界值,确定极小(或极大)值。把两方面结果综合上去,就是所求的取值范围了。

(五)借助三角函数求极值
(六)借助物理归纳法求极值
这些方式在物理中常用,在数学中,也可应用。应对它所解的问题的已知条件往往表现为连续地无限地变化。应用这些技巧本身就是一种典型的归纳思维过程。
(七)其他求极值方式
(1)借助排列组合求极值;
(2)借助图象求极值;
(3)借助临界条件求极值;
(4)借助几何法求极值;
(5)求原子基态跃迁幅射光线最多条数[C
n]等。
上述方式中可看出灵活应用物理手段是解题的保证。但题中关键条件要靠化学剖析得出,其结果也必是物理解。化学极值问题要求有很强的思维能力,应该有针对性地训练,有意识地把握几种求极值的方式,是很必要的。
