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1.3.2 函数的极值与导数,第一章 1.3 导数在研究函数中的应用,1.了解函数极值的概念,会从几何方面直观理解函数的极值与导数的关系,并会灵活应用. 2.掌握函数极值的判定及求法. 3.掌握函数在某一点取得极值的条件.,学习目标,栏目索引,知识梳理 自主学习,题型探究 重点突破,当堂检测 自查自纠,知识梳理 自主学习,知识点一 函数极值的概念,答案,f(x)0,1.极小值点与极小值 如图,函数yf(x)在点xa的函数值f(a)比它在点xa附近其他点的函数值都小,f(a)0;而且在点xa附近的左侧 ,右侧 ,则把点a叫做函数yf(x)的极小值点,f(a)叫做函数yf(x)的极小值.,f(x)0,答案,f(x)0,2.极大值点与极大值 如图,函数yf(x)在点xb的函数值f(b)比它在点xb附近其他点的函数值都大,f(b)0;而且在点xb的左侧 ,右侧 , 则把点b叫做函数 的极大值点,f(b)叫做函数yf(x)的极大值. 、 统称为极值点, 和 统称为极值.,f(x)0,yf(x),极大值点,极小值点,极大值,极小值,思考 (1)可导函数f(x)在点x0处取极值的充要条件是什么?,答案,答案 可导函数的极值点是导数为零的点,但是导数为零的点不一定是极值点, 即“函数yf(x)在一点的导数值为零是函数yf(x)在这点取极值的必要条件,而非充分条件”. 可导函数f(x)在点x0处取得极值的充要条件是f(x0)0,且在x0左侧和右侧f(x)符号不同. 如果在x0的两侧f(x)符号相同,则x0不是f(x)的极值点.,(2)函数在某个区间上有多个极值点,那么一定既有极大值也有极小值吗?,答案 不一定.,知识点二 求可导函数f(x)的极值方法与步骤,答案,极大值,1.求函数yf(x)的极值的方法 解方程f(x)0,当f(x0)0时: (1)如果在x0附近的左侧f(x)0,右侧f(x)0,那么f(x0)是 ; (2)如果在x0附近的左侧f(x)0,右侧f(x)0,那么f(x0)是 . 2.求可导函数f(x)的极值的步骤 (1)确定函数的定义区间,求导数f(x). (2)求f(x)的拐点,即求方程 的根. (3)利用f(x)与f(x)随x的变化情况表,根据极值点左右两侧单调性的变化情况求极值.,极小值,f(x)0,思考 可导函数f(x)若存在极值点x0,则x0能否为相应区间的端点吗?,答案 不能.,返回,答案,题型探究 重点突破,题型一 求函数的极值,解析答案,反思与感悟,解析答案,反思与感悟,解 由题意可知f(x)x24. 解方程x240,得x12,x22. 由f(x)0得x2或x2; 由f(x)0得2x2. 当x变化时,f(x),f(x)的变化情况如下表:,反思与感悟,反思与感悟,求可导函数 f(x)的极值的步骤: (1)确定函数的定义区间,求导数 f(x); (2)求方程 f(x)0的根; (3)用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干个小开区间,并列成表格.检测 f(x)在方程根左右两侧的值的符号, 如果左正右负,那么 f(x)在这个根处取得极大值; 如果左负右正,那么 f(x)在这个根处取得极小值; 如果左右不改变符号,那么 f(x)在这个根处无极值.,跟踪训练1 求下列函数的极值. (1)y2x36x218x3;,解析答案,解 函数的定义域为R. y6x212x186(x3)(x1), 令y0,得x3或x1. 当x变化时,y,y的变化情况如下表:,从上表中可以看出,当x3时,函数取得极大值,且y极大值57. 当x1时,函数取得极小值,且y极小值7.,解析答案,解 函数的定义域为(,0)(0,),,令y0,得x2或x2. 当x2时,y0;当2x0时,y0. 即x2时,y取得极大值,且极大值为8. 当0x2时,y0;当x2时,y0. 即x2时,y取得极小值,且极小值为8.,题型二 利用函数极值确定参数的取值范围(或值),解析答案,例2 已知函数 f(x)6ln xax28xb(a,b为常数),且x3为 f(x)的一个极值点. (1)求a的值;,(2)求函数 f(x)的单调区间;,解 函数 f(x)的定义域为(0,). 由(1)知 f(x)6ln xx28xb.,解析答案,由 f(x)0可得x3或0x1, 由 f(x)0可得1x3(x0舍去). 函数 f(x)的单调递增区间为(0,1)和(3,),单调递减区间为(1,3).,(3)若yf(x)的图象与x轴正半轴有且只有3个交点,求实数b的取值范围.,解析答案,反思与感悟,解 由(2)可知函数 f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,3)上单调递减,在(3,)上单调递增.且当x1和x3时,f(x)0. f(x)的极大值为 f(1)6ln 118bb7, f(x)的极小值为 f(3)6ln 3924b6ln 3b15. 当x充分接近0时,f(x)0,当x充分大时,f(x)0, 要使 f(x)的图象与x轴正半轴有且仅有三个不同的交点,,b的取值范围是7b156ln 3.,解决参数问题时,要结合函数的图象,同时准确理解函数极值的应用.,反思与感悟,解析答案,解 因为a0,所以“f(x) x3bx2cxd在(,)内无极值点”等价于“f(x)ax22bxc0在(,)内恒成立”. 由f(x)9x0(即ax2(2b9)xc0)的两实数根分别为1,4,,所以对于一元二次方程ax22bxc0,(2b)24ac9(a1)(a9). 不等式ax22bxc0在(,)内恒成立,易验证a1与a9均满足题意,故a的取值范围是1,9.,题型三 函数极值的综合应用,解析答案,反思与感悟,解析答案,反思与感悟,反思与感悟,则函数yg(t)的图象与坐标轴横轴有三个不同的交点.,即a2,使函数图象与坐标轴横轴有三个不同的交点. 所以实数a的取值范围为(2,).,求出函数的所有极值,有利于我们整体把握函数图象的特征,也就为我们证明有关不等式、解决某些方程根的个数等问题提供了有力的依据,因而函数的极值在中学数学中应用广泛,是高考命题的热点.,反思与感悟,解析答案,跟踪训练3 已知函数 f(x)x3ax2b(a,bR). (1)求函数 f(x)的单调递增区间;,解析答案,(2)若对任意a3,4,函数 f(x)在R上都有三个零点,求实数b的取值范围.,解析答案,所以实数b的取值范围为(4,0).,解析答案,因忽视对所得参数进行检验而致误,例4 若函数f(x)x3ax2bxa2在x1处取得极值10,试求a,b的值.,返回,防范措施,易错易混,错解 由导数公式表和求导法则得, f(x)3x22axb,,解析答案,错因分析 由于函数在一点的导数值为0是函数在这点取得极值的必要条件,而非充分条件. 因此,本题在解答时很容易忽略对得出的两组解进行检验而出错.,防范措施,正解 由导数公式表和求导法则得,f(x)3x22axb,,但由于当a3,b3时,f(x)3x26x33(x1)20, 故 f(x)在R上单调递增,不可能在x1处取得极值,,解析答案,防范措施,故a,b的值分别为4,11.,防范措施,根据极值条件求参数的值的问题中,在得到参数的两组解后,应按照函数在这一点处取得极值所对应的条件进行检验,考查每一组解所对应的函数在该点处是否能取得极值,从而进行取舍.,返回,防范措施,当堂检测,1,2,3,4,5,1.已知函数 f(x)2x3ax236x24在x2处有极值,则该函数的一个递增区间是( ) A.(2,3) B.(3,) C.(2,) D.(,3),B,解析答案,解析 f(x)6x22ax36,且在x2处有极值, f(2)0,244a360,a15, f(x)6x230x366(x2)(x3), 由 f(x)0得x2或x3.,1,2,3,4,5,2.下列关于函数的极值的说法正确的是( ) A.导数值为0的点一定是函数的极值点 B.函数的极小值一定小于它的极大值 C.函数在定义域内有一个极大值和一个极小值 D.若 f(x)在(a,b)内有极值,那么 f(x)在(a,b)内不是单调函数,D,解析答案,解析 由极值的概念可知只有D正确.,1,2,3,4,5,3.函数 f(x)的定义域为R,导函数 f(x)的图象如图所示,则函数f(x)( ) A.无极大值点,有四个极小值点 B.有三个极大值点,两个极小值点 C.有两个极大值点,两个极小值点 D.有四个极大值点,无极小值点,解析答案,C,解析 在xx0的两侧,f(x)的符号由正变负,则 f(x0)是极大值; f(x)的符号由负变正,则 f(x0)是极小值, 由图象易知有两个极大值点,两个极小值点.,1,2,3,4,5,解析答案,4.已知 f(x)x3ax2(a6)x1有极大值和极小值,则a的取值范围为( ) A.1a2 B.3a6 C.a1或a2 D.a3或a6,D,解析 f(x)3x22ax(a6), 因为 f(x)既有极大值又有极小值,那么(2a)243(a6)0, 解得a6或a3.,1,2,3,4,5,解析答案,5.设函数 f(x)6x33(a2)x22ax.若 f(x)的两个极值点为x1,x2,且x1x21,则实数a的值为_.,9,课堂小结,返回,1.求函数极值的基本步骤: (1)求函数定义域;(2)求 f(x);(3)解 f(x)0;(4)列表( f(x),f(x)随x的变化情况);(5)下结论. 2.函数的极值的应用: (1)确定参数的值,一般用待定系数法; (2)判断方程根的情况时,利用导数研究函数单调性、极值,画出函数大致图象,利用数形结合思想来讨论根的情况.,
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