内容正文:
第十一节 导数的简单应用
内容要求
考题举例
考向规律
1.了解函数单调性和导数的关系;能利用导数研究函数的单调性,会求函数的单调区间(其中多项式函数一般不超过三次)
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(其中多项式函数一般不超过三次);会求闭区间上函数的最大值、最小值(其中多项式函数一般不超过三次)
3.会利用导数解决某些实际问题(生活中的优化问题)
2019·全国Ⅰ卷·T20(函数的极值、零点)
2019·全国Ⅱ卷·T20(函数的单调性、零点)
2019·全国Ⅲ卷·T20(函数的单调性、最值)
2018·全国Ⅰ卷·T21(讨论函数的单调性、不等式证明)
2018·全国Ⅱ卷·T21(证明不等式、函数的零点)
2018·全国Ⅲ卷·T21(应用导数研究函数的最值)
考情分析:考查函数的单调性、极值、最值,利用函数的性质求参数范围;与方程、不等式等知识相结合命题,强化函数与方程思想、转化与化归思想、分类讨论思想的应用意识;题型以解答题为主,一般难度较大
核心素养:逻辑推理
1.函数的导数与单调性的关系
函数y=f (x)在某个区间(a,b)内可导,则
(1)若f ′(x)>0,则f (x)在这个区间内单调递增。
(2)若f ′(x)<0,则f (x)在这个区间内单调递减。
(3)若f ′(x)=0,则f (x)在这个区间内是常数函数。
2.函数的极值与导数
(1)函数的极小值
若函数y=f (x)在点x=a处的函数值f (a)比它在点x=a附近其他点的函数值都小,且f ′(a)=0;而且在点x=a附近的左侧f ′(x)<0,右侧f ′(x)>0,则点a叫做函数的极小值点,f (a)叫做函数的极小值。
(2)函数的极大值
若函数y=f (x)在点x=b处的函数值f (b)比它在点x=b附近其他点的函数值都大,且f ′(b)=0;而且在点x=b附近的左侧f ′(x)>0,右侧f ′(x)<0,则点b叫做函数的极大值点,f (b)叫做函数的极大值,极大值和极小值统称为极值。
3.函数的最值与导数
(1)函数f (x)在[a,b]上有最值的条件:
一般地,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[a,b]上的最大值与最小值的步骤为:
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。
1.函数f (x)在区间(a,b)上递增,则f ′(x)≥0,“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。如函数y=x3在x=0处导数为零,但x=0不是函数y=x3的极值点。
1.判断下列说法是否正确(打“√”或“×”)。
(1)如果函数f (x)在某个区间内恒有f ′(x)=0,则在此区间内没有单调性。(√)
(2)函数的极大值一定大于其极小值。(×)
(3)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。(√)
2.函数f (x)=(x-3)ex的单调递增区间是( )
A.(-∞,2)
B.(0,3)
C.(1,4)
D.(2,+∞)
解析 函数f (x)=(x-3)ex的导函数为f ′(x)=[(x-3)ex]′=ex+(x-3)ex=(x-2)ex。由函数导数与函数单调性的关系,得当f ′(x)>0时,函数f (x)单调
递增,此时由不等式f ′(x)=(x-2)ex>0,解得x>2。
答案 D
3.已知函数y=f (x)的导函数y=f ′(x)的图象如图所示,则函数y=f (x)在区间(a,b)内的极小值点的个数为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
解析 如图,在区间(a,b)内,f ′(c)=0,且在x=c附近的左侧f ′(x)<0,右侧f ′(x)>0,所以在区间(a,b)内只有1个极小值点。故选A。
答案 A
4.函数f (x)=2x3-2x2在区间[-1,2]上的最大值是________。
解析 f ′(x)=6x2-4x,令f ′(x)=0,得x=0或x=,f (2)=8,所以函数f (x)=2x3-2x2在区间[-1,2]上的最大值是8。
=-。因为f (-1)=-4,f (0)=0,f
答案 8
5.已知f (x)=x3-ax在[1,+∞)上是增函数,则a的最大值是________。
解析 f ′(x)=3x2-a,由题意知f ′(x)≥0在[1,+∞)上恒成立,即a≤3x2在[1,+∞)上恒成立,又x∈