第二章 第12节 利用导数研究函数的极值、最值（课件+作业）-2020高考理科数学【创新教程】大一轮高考总复习（人教版）

第12节　利用导数研究函数的极值、最值 1．函数极值的概念 一般地，当函数f(x)在点x0处连续时， (1)如果在x0附近的左侧f′(x)>0，右侧f′(x)<0，那么f(x0)是　极大值　； (2)如果在x0附近的左侧f′(x)<0，右侧f′(x)>0，那么f(x0)是　极小值　. 2．求可导函数f(x)的极值的步骤 (1)求导函数f′(x)； (2)求方程f′(x)＝0的根； (3)列表，检验f′(x)在方程f′(x)＝0的根左右两侧的函数值的符号，如果　左正右负　，那么函数y＝f(x)在这个根处取得极大值；如果　左负右正　，那么函数y＝f(x)在这个根处取得极小值；如果左右两侧符号一样，那么这个根不是极值点． (4)得极值，由表得极大值与极小值． 3．求函数f(x)在[a，b]上最值的步骤 (1)求函数y＝f(x)在(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，得出函数f(x)在[a，b]上的最值． 4．利用导数求解实际问题中的优化问题 生活中求利润最大、用料最省、效率最高等问题称之为优化问题．导数是解决生活中优化问题的有力工具，用导数解决优化问题的基本思路是：优化问题→用函数表示的数学问题→用导数解决数学问题→优化问题的答案． 利用导数解决实际应用问题一般有如下几类： (1)给出了具体的函数关系式，只需研究这个函数的性质即可． (2)函数关系式中含有比例系数，根据已知数据求出比例系数得到函数关系式，再研究函数的性质． (3)没有给出函数关系，需要先建立函数关系，再研究函数的性质． 1.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． 2．若函数f(x)在闭区间[a，b]上的图象连续不断，则f(x)在[a，b]上必有最大值与最小值． 3．若函数f(x)在闭区间[a，b]内是单调函数，则f(x)一定在区间端点处取得最值． 4．若函数f(x)在开区间(a，b)上的图象连续不断，且有唯一的极值点，则这个极值点就是函数的最值点． [思考辨析] 　判断下列说法是否正确，正确的在它后面的括号里打“√”，错误的打“×”． (1)函数在某区间上或定义域内极大值是唯一的．(　　 ) (2)函数的极大值不一定比极小值大．(　　 ) (3)对可导函数f(x)，f′(x0)＝0是x0点为极值点的充要条件．(　　 ) (4)函数的极大值一定是函数的最大值．(　　 ) (5)开区间上的单调连续函数无极值和最值．(　　 ) (6)函数f(x)＝在区间[－1,1]上有最值．(　　 ) 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)× [小题查验] 1．函数f(x)＝(x2－1)2＋2的极值点是(　　 ) A．x＝1　　　　　　 B．x＝－1 C．x＝1或－1或0 D．x＝0 解析：C　[∵f(x)＝x4－2x2＋3， ∵由f′(x)＝4x3－4x＝4x(x＋1)(x－1)＝0得 x＝0或x＝1或x＝－1. 又当x＜－1时，f′(x)＜0，当－1＜x＜0时，f′(x)＞0，当0＜x＜1时，f′(x)＜0，当x＞1时，f′(x)＞0， ∴x＝0,1，－1都是f(x)的极值点．] 2．函数f(x)＝ax3＋bx在x＝1处有极值－2，则a，b的值分别为(　　 ) A．1，－3 B．1,3 C．－1,3 D．－1，－3 解析：A　[∵f′(x)＝3ax2＋b，∴f′(1)＝3a＋b＝0.① 又当x＝1时有极值－2，∴a＋b＝－2.② 联立①②解得] 3．函数y＝xex的最小值是(　　 ) A．－1 B．－e C．－ D．不存在 解析：C　[y′＝ex＋x·ex， 令y′＝0，则x＝－1， ∵x<－1时，y′<0，x>－1时，y′>0， ∴x＝－1是函数的唯一极小值点，即为最小值点， ∴x＝－1时，ymin＝－，故选C.] 4．(教材改编)函数f(x)＝x3－4x＋4在[0,3]上的最小值为　________　. 答案：－ 5．从边长为10 cm×16 cm的矩形纸板的四角截去四个相同的小正方形，作成一个无盖的盒子，则盒子容积的最大值为　________　 cm3. 解析：设盒子容积为y cm3，盒子的高为x cm. 则y＝(10－2x)(16－2x)x ＝4x3－52x2＋160x(0<x<5)， ∴y′＝12x2－104x＋160. 令y′＝0，得x＝2或x＝(舍去)， ∴ymax＝6×12×2＝144(cm3)． 答案： 144 考点一　利用导数研究函数的极值(多维探究) [命题角度1]　由函数图象判断其极值情况　 1．设函数f(x)在R上可导，其导函数为f′(x)，且函数y＝(1－x)