内容正文:
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第2节 导数在研究函数中的应用
考试要求 1.了解函数的单调性与导数的关系;能利用导数研究函数的单调性,会求函数的单调区间(其中多项式函数不超过三次);2.了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;会用导数求函数的极大值、极小值(其中多项式函数不超过三次);会求闭区间上函数的最大值、最小值(其中多项式函数不超过三次);3.利用导数研究函数的单调性、极(最)值,并会解决与之有关的方程(不等式)问题;4.会利用导数解决某些简单的实际问题.
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知 识 梳 理
1.函数的单调性与导数的关系
函数y=f(x)在某个区间内可导,则:
(1)若f′(x)>0,则f(x)在这个区间内__________;
(2)若f′(x)<0,则f(x)在这个区间内__________ ;
(3)若f′(x)=0,则f(x)在这个区间内是__________.
单调递增
单调递减
常数函数
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2.函数的极值与导数
>
<
<
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大
小
大
小
条件 f′(x0)=0
x0附近的左侧f′(x)____0,右侧f′(x)____0 x0附近的左侧f′(x)___0,右侧f′(x)____0
图象
形如山峰
形如山谷
极值 f(x0)为极____值 f(x0)为极____值
极值点 x0为极____值点 x0为极_____值点
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3.函数的最值与导数
(1)函数f(x)在[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y=f(x)在[a,b]上的最大(小)值的步骤
①求函数y=f(x)在(a,b)内的_______;
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______的一个是最大值,_____的一个是最小值.
连续不断
极值
最大
最小
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[常用结论与微点提醒]
1.若函数f(x)在区间(a,b)上递增,则f′(x)≥0,所以“f′(x)>0在(a,b)上成立”是“f(x)在(a,b)上单调递增”的充分不必要条件.
2.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.
3.求最值时,应注意极值点与所给区间的关系,关系不确定时,需要分类讨论,不可想当然认为极值就是最值.
4.函数最值是“整体”概念,而函数极值是“局部”概念,极大值与极小值之间没有必然的大小关系.
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诊 断 自 测
1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)若函数f(x)在(a,b)内单调递增,那么一定有f′(x)>0.( )
(2)如果函数f(x)在某个区间内恒有f′(x)=0,则f(x)在此区间内没有单调性.( )
(3)函数的极大值一定大于其极小值.( )
(4)对可导函数f(x),若f′(x0)=0,则x0为极值点.( )
(5)函数的最大值不一定是极大值,函数的最小值也不一定是极小值.( )
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解析 (1)f(x)在(a,b)内单调递增,则有f′(x)≥0.
(3)函数的极大值也可能小于极小值.
(4)x0为f(x)的极值点的充要条件是f′(x0)=0,且x0两侧导函数异号.
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√
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2.(老教材选修1-1P94探究改编)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.1 B.2 C.3 D.4
解析 由题意知在x=-1处f′(-1)=0,且其两侧导数符号为左负右正.
答案 A
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3.(老教材选修1-1P93练习T1改编)函数f(x)=x2-2ln x的单调递减区间是( )
A.(0,1] B.[1,+∞)
C.(-∞,-1] D.[-1,0)∪(0,1]
答案 A
解析 由题意知f′(x)=2x-eq \f(2,x)=eq \f(2x2-2,x)(x>0),由f′(x)≤0,得0<x≤1.
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4.(2017·浙江卷)函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示,则函数y=f(x)的图象可能是( )
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解析 设导函数y=f′(x)与x轴交点的横坐