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文件名称:第三章 §3.3 导数与函数的极值、最值.docx
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更新时间:2025-06-12
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§3.3导数与函数的极值、最值

课标要求1.借助函数图象,了解函数在某点取得极值的必要和充分条件.2.会用导数求函数的极大值、极小值.3.掌握利用导数研究函数最值的方法.4.会用导数研究生活中的最优化问题.

1.函数的极值

(1)函数的极小值

函数y=f(x)在点x=a处的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点处的函数值都小,f(a)=0;而且在点x=a附近的左侧f(x)0,右侧f(x)0,则a叫做函数y=f(x)的极小值点,f(a)叫做函数y=f(x)的极小值.

(2)函数的极大值

函数y=f(x)在点x=b处的函数值f(b)比它在点x=b附近其他点处的函数值都大,f(b)=0;而且在点x=b附近的左侧f(x)0,右侧f(x)0,则b叫做函数y=f(x)的极大值点,f(b)叫做函数y=f(x)的极大值.

(3)极小值点、极大值点统称为极值点,极小值和极大值统称为极值.

2.函数的最大(小)值

(1)函数f(x)在区间[a,b]上有最值的条件:

如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值和最小值.

(2)求函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大(小)值的步骤:

①求函数y=f(x)在区间(a,b)内的极值;

②将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.

1.判断下列结论是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)

(1)函数的极值可能不止一个,也可能没有.(√)

(2)函数的极小值一定小于函数的极大值.(×)

(3)函数的极小值一定是函数的最小值.(×)

(4)函数的极大值一定不是函数的最小值.(√)

2.(多选)如图是函数f(x)的导函数y=f(x)的图象,则下列说法正确的是()

A.函数f(x)在区间(3,5)上单调递减

B.函数f(x)在区间(4,5)上单调递增

C.函数f(x)在x=3处取得极大值

D.函数f(x)在x=4处取得极小值

答案AC

解析由图象可知,当x∈(3,5)时,f(x)0,所以函数f(x)在区间(3,5)上单调递减,故A正确,B错误;

由图象可知,f(3)=0,且当x∈(0,3)时,f(x)0,当x∈(3,5)时,f(x)0,所以f(x)在(0,3)上单调递增,在(3,5)上单调递减,故函数y=f(x)在x=3处取得极大值,故C正确;

由图象可知,f(4)≠0,故4不是函数f(x)的极值点,故D错误.

3.函数f(x)=x3-12x2-14x的极小值点为,极大值为.

答案73

解析由f(x)=x3-12x2-14x

f(x)=3x2-x-14=(x+2)(3x-7),

令f(x)0,解得x73或x-2

令f(x)0,解得-2x7

故f(x)在(-∞,-2),73,

故f(x)在x=73处取得极小值,在x=-2

故f(x)极大值=f(-2)=-8-2+28=18.

4.若函数f(x)=x3-ax2+2x-1有两个极值点,则实数a的取值范围是.?

答案(-∞,-6)∪(6,+∞

解析f(x)=3x2-2ax+2,

由题意知f(x)有两个变号零点,

∴Δ=(-2a)2-4×3×20,

解得a6或a-6.

解题时灵活应用转化以下几个关键点

(1)极值点不是点,若函数f(x)在x1处取得极大值,则x1为极大值点,极大值为f(x1).

(2)极值是个“局部”概念,最值是个“整体”概念.

(3)有极值的函数一定不是单调函数.

(4)“f(x0)=0”是“x0为可导函数f(x)的极值点”的必要不充分条件.例如f(x)=x3,f(0)=0,但0不是极值点.

(5)对于一般函数而言,函数的最值必在下列各点中取得:导数为零的点、导数不存在的点、端点.

题型一利用导数求解函数极值问题

命题点1根据函数图象判断极值

例1(多选)设函数f(x)在R上可导,其导函数为f(x),且函数g(x)=xf(x)的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是()

A.f(x)有两个极值点

B.f(0)为f(x)的极大值

C.f(x)有两个极小值点

D.f(-1)为f(x)的极小值

答案BC

解析根据g(x)=xf(x)的图象,可得当x-2时,g(x)=xf(x)0,可得f(x)0,即f(x)单调递减,

当-2x0时,g(x)=xf(x)0,可得f(x)0,即f(x)单调递增,

当0x1时,g(x)=xf(x)0,可得f(x)0,即f(x)单调递减,

当x1时,g(x)=xf(x)0,可得f(x)0,即f(x)单调递增,

因此f(x)在x=-2和x=1处取得极小值,在x=0处取得极大值,共3个极值点,A错误,C正确;

f(0)为f(x)的极大值,B正确;

f(