3.3导数与函数
的极值、最值;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.;;第一部分;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,右侧,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,右侧,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,极小值和极大值统称为.;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;
②将函数y=f(x)的各极值与比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.;对于可导函数f(x),“f′(x0)=0”是“函数f(x)在x=x0处有极值”的必要不充分条件.;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.(选择性必修第二册P98T4改编)如图是f(x)的导函数f′(x)的图象,则f(x)的极小值点的个数为
A.1B.2 C.3 D.4;由导函数f′(x)的图象知,
在x=-2处,f′(-2)=0,且其两侧导数符号
为左正右负,所以x=-2是f(x)的极大值点;
在x=-1处,f′(-1)=0,且其两侧导数符号为左负右正,所以x=-1是f(x)的极小值点;
在x=2处,f′(2)=0,且其两侧导数符号为左正右负,所以x=2是f(x)的极大值点.
综上,f(x)的极小值点的个数为1.;3.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_________________________.;4;f′(x)=x2-4,
令f′(x)=0,解得x=2或x=-2(舍去).
当x∈[0,2)时,f′(x)0,f(x)单调递减;
当x∈(2,3]时,f′(x)0,f(x)单调递增.;返回;第二部分;;由图象知,当x∈(-2,-1)时,f′(x)0,
即f(x)在(-2,-1)上单调递减,
当x∈(-1,2)时,f′(x)0,
即f(x)在(-1,2)上单调递增,
所以当x=-1时,f(x)取得极小值,
故A错误,B正确;
当x∈(2,4)时,f′(x)0,
即f(x)在(2,4)上单调递减,故C正确,D错误.;命题点2求已知函数的极值
例2设函数f(x)=(x2+ax+a)ex,讨论f(x)的单调性并判断f(x)有无极值,若有极值,求出f(x)的极值.;f′(x)=(2x+a)ex+(x2+ax+a)ex
=(x+2)(x+a)ex
当a=2时,f′(x)≥0,
所以函数f(x)在R上是增函数,无极值;
当a≠2时,令f′(x)=0,解得x=-2或x=-a,
不妨令x1x2(x1是-2与-a中较小的一个,x2是较大的一个),;列表如下:;命题点3已知极值(点)求参数
例3(1)(2024·成都模拟)若函数f(x)=x(x+a)2在x=1处有极大值,则实数a的值为
A.1 B.-1或-3
C.-1 D.-3;函数f(x)=x(x+a)2,f′(x)=(x+a)2+2x(x+a)=(x+a)(3x+a),
由函数f(x)=x(x+a)2在x=1处有极大值,
可得f′(1)=(1+a)(3+a)=0,
解得a=-1或a=-3,;当a=-3时,f′(x)=(x-3)(3x-3),当x∈(-∞,1)时,f′(x)0,当x∈(1,3)时,f′(x)0,
所以f(x)在(-∞,1)上单调递增,在(1,3)上单调递减,f(x)在x=1处有极大值,符合题意.
综上可得,a=-3.;(2)(2023·威海模拟)若函数f(x)=ex-ax2-2ax有两个极值点,则实数a的取值范