3.2利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值 學(xué)習(xí)目標(biāo): 掌握求可導(dǎo)函數(shù)的極值的步驟 學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn): 掌握求可導(dǎo)函數(shù)的極值的步驟 自主學(xué)習(xí) 一.知識回顧: 1. 函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性的關(guān)系:設(shè)函數(shù)y=f(x) 在某個區(qū)間內(nèi)有導(dǎo)數(shù).如果在這個區(qū)間內(nèi)>0.那么函數(shù)y=f(x) 在為這個區(qū)間內(nèi)的增函數(shù),如果在這個區(qū)間內(nèi)<0.那么函數(shù)y=f(x) 在為這個區(qū)間內(nèi)的減函數(shù) 2.用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)單調(diào)區(qū)間的步驟:①求函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)f′(x). ②令f′(x)>0解不等式.得x的范圍就是遞增區(qū)間.③令f′(x)<0解不等式.得x的范圍.就是遞減區(qū)間 二.新課探究 1.極大值: 一般地.設(shè)函數(shù)f(x)在點(diǎn)x0附近有定義.如果對x0附近的所有的點(diǎn).都有f(x)<f(x0).就說f(x0)是函數(shù)f(x)的一個極大值.記作y極大值=f(x0).x0是極大值點(diǎn) 2.極小值:一般地.設(shè)函數(shù)f(x)在x0附近有定義.如果對x0附近的所有的點(diǎn).都有f(x)>f(x0).就說f(x0)是函數(shù)f(x)的一個極小值.記作y極小值=f(x0).x0是極小值點(diǎn) 3.極大值與極小值統(tǒng)稱為極值 在定義中.取得極值的點(diǎn)稱為極值點(diǎn).極值點(diǎn)是自變量的值.極值指的是函數(shù)值請注意以下幾點(diǎn): (ⅰ)極值是一個局部概念由定義.極值只是某個點(diǎn)的函數(shù)值與它附近點(diǎn)的函數(shù)值比較是最大或最小并不意味著它在函數(shù)的整個的定義域內(nèi)最大或最小 (ⅱ)函數(shù)的極值不是唯一的即一個函數(shù)在某區(qū)間上或定義域內(nèi)極大值或極小值可以不止一個 (ⅲ)極大值與極小值之間無確定的大小關(guān)系即一個函數(shù)的極大值未必大于極小值.如下圖所示.是極大值點(diǎn).是極小值點(diǎn).而> (ⅳ)函數(shù)的極值點(diǎn)一定出現(xiàn)在區(qū)間的內(nèi)部.區(qū)間的端點(diǎn)不能成為極值點(diǎn)而使函數(shù)取得最大值.最小值的點(diǎn)可能在區(qū)間的內(nèi)部.也可能在區(qū)間的端點(diǎn) 4. 判別f(x0)是極大.極小值的方法: 若滿足.且在的兩側(cè)的導(dǎo)數(shù)異號.則是的極值點(diǎn).是極值.并且如果在兩側(cè)滿足“左正右負(fù) .則是的極大值點(diǎn).是極大值,如果在兩側(cè)滿足“左負(fù)右正 .則是的極小值點(diǎn).是極小值 5. 求可導(dǎo)函數(shù)f(x)的極值的步驟: (1)確定函數(shù)的定義區(qū)間.求導(dǎo)數(shù)f′(x) (2)求方程f′(x)=0的根 (3)用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)為0的點(diǎn).順次將函數(shù)的定義區(qū)間分成若干小開區(qū)間.并列成表格.檢查f′(x)在方程根左右的值的符號.如果左正右負(fù).那么f(x)在這個根處取得極大值,如果左負(fù)右正.那么f(x)在這個根處取得極小值,如果左右不改變符號.那么f(x)在這個根處無極值 三.例題解析: 例1求y=x3-4x+4的極值 解:y′=(x3-4x+4)′=x2-4=(x+2)(x-2) 令y′=0.解得 x1=-2.x2=2當(dāng)x變化時.y′.y的變化情況如下表 -2 2 + 0 - 0 + ↗ 極大值 ↘ 極小值 ↗ ∴當(dāng)x=-2時.y有極大值且y極大值= 當(dāng)x=2時.y有極小 值且y極小值=- 例2求y=(x2-1)3+1的極值 解:y=6x(x2-1)2=6x(x+1)2(x-1)2令y′=0解得x1=-1.x2=0.x3=1 當(dāng)x變化時.y′.y的變化情況如下表 -1 0 (0,1) 1 - 0 - 0 + 0 + ↘ 無極值 ↘ 極小值0 ↗ 無極值 ↗ ∴當(dāng)x=0時.y有極小值且y極小值=0 求極值的具體步驟:第一.求導(dǎo)數(shù)f′(x).第二.令f′(x)=0求方程的根.第三.列表.檢查f′(x)在方程根左右的值的符號.如果左正右負(fù).那么f(x)在這個根處取得極大值,如果左負(fù)右正.那么f(x)在這個根處取得極小值.如果左右都是正.或者左右都是負(fù).那么f(x)在這根處無極值.如果函數(shù)在某些點(diǎn)處連續(xù)但不可導(dǎo).也需要考慮這些點(diǎn)是否 是極值點(diǎn) 課堂鞏固: 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

已知函數(shù)

(1)求在區(qū)間上的最大值;

(2)若函數(shù)在區(qū)間上存在遞減區(qū)間,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.

【解析】本試題主要考查了導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的運(yùn)用,求解函數(shù)的最值。第一問中,利用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)的最值,首先求解導(dǎo)數(shù),然后利用極值和端點(diǎn)值比較大小,得到結(jié)論。第二問中,我們利用函數(shù)在上存在遞減區(qū)間,即上有解,即,即可,可得到。

解:(1), 

,解得                 ……………3分

,上為增函數(shù),在上為減函數(shù),

            

 

 

 

 

 

.          …………6分

(2)

上存在遞減區(qū)間,上有解,……9分

上有解, ,

所以,實(shí)數(shù)的取值范圍為  

 

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已知函數(shù)f(x)=ax3+bx2+cx在x=±1處取得極值,且在x=0處的切線的斜率為-3.

(1)求f(x)的解析式;

(2)若過點(diǎn)A(2,m)可作曲線y=f(x)的三條切線,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.

【解析】本試題主要考查了導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的運(yùn)用。第一問,利用函數(shù)f(x)=ax3+bx2+cx在x=±1處取得極值,且在x=0處的切線的斜率為-3,得到c=-3 ∴a=1, f(x)=x3-3x

(2)中設(shè)切點(diǎn)為(x0,x03-3x0),因?yàn)檫^點(diǎn)A(2,m),所以∴m-(x03-3x0)=(3x02-3)(2-x0)分離參數(shù)∴m=-2x03+6x02-6

然后利用g(x)=-2x3+6x2-6函數(shù)求導(dǎo)數(shù),判定單調(diào)性,從而得到要是有三解,則需要滿足-6<m<2

解:(1)f′(x)=3ax2+2bx+c

依題意

又f′(0)=-3

∴c=-3 ∴a=1 ∴f(x)=x3-3x

(2)設(shè)切點(diǎn)為(x0,x03-3x0),

∵f′(x)=3x2-3,∴f′(x0)=3x02-3

∴切線方程為y-(x03-3x0)=(3x02-3)(x-x0)

又切線過點(diǎn)A(2,m)

∴m-(x03-3x0)=(3x02-3)(2-x0)

∴m=-2x03+6x02-6

令g(x)=-2x3+6x2-6

則g′(x)=-6x2+12x=-6x(x-2)

由g′(x)=0得x=0或x=2

∴g(x)在(-∞,0)單調(diào)遞減,(0,2)單調(diào)遞增,(2,+∞)單調(diào)遞減.

∴g(x)極小值=g(0)=-6,g(x)極大值=g(2)=2

畫出草圖知,當(dāng)-6<m<2時,m=-2x3+6x2-6有三解,

所以m的取值范圍是(-6,2).

 

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