内容正文:
专题09 导数与函数的极值
【重难点知识点网络】:
1.函数极值的概念
若函数在点的函数值比它在点附近其他点的函数值都小,;而且在点附近的左侧________,右侧________,就把点叫做函数的极小值点,叫做函数的极小值.
若函数在点的函数值比它在点附近其他点的函数值都大,;而且在点附近的左侧________,右侧________,就把点叫做函数的极大值点,叫做函数的极大值.
极大值点和极小值点统称为极值点,极大值和极小值统称为极值.
2.可导函数在某点处取得极值的必要条件和充分条件
必要条件:可导函数在处取得极值的必要条件是________.
充分条件:可导函数在处取得极值的充分条件是在两侧异号.
3.函数极值的求法
一般地,求函数的极值的方法是:
解方程.当时:
(1)如果在附近的左侧,右侧,那么是________;
(2)如果在附近的左侧,右侧,那么是_________.
【重难点题型突破】:
一、求函数的极值
(1)求函数的极值首先要求函数的定义域,然后求的实数根,当实数根较多时,要充分利用表格,使极值点的确定一目了然.
(2)利用导数求极值时,一定要讨论函数的单调性,涉及参数时,必须对参数的取值情况进行讨论(可从导数值为0的几个x值的大小入手).
例1.(1)(2021·辽宁高三其他模拟)(多选题)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则下列说法正确的是( )
A.在区间上单调递减
B.在区间上单调递增
C.当时,函数有两个不同零点
D.有两个极值点
【答案】AD
【分析】
根据时,解析式,利用导数求得其单调递减区间,根据的奇偶性即可判定A、B的正误;在同一坐标系种画出与的图象,数形结合,即可判定C的正误;根据的图象,即可判定D的正误,即可得答案.
【详解】
当时,,令得,
时,,所以在区间上单调递减,
再根据奇函数知在区间上单调递减,故A正确;
因为,所以在区间单调递减,故B错误;
因为又为奇函数,所以,
如图与有两个交点,则-且,故C错误;
函数的两个极值点为土,故D正确.
故选:AD
【点睛】
解题的关键是熟练掌握利用导数判断函数的单调性,函数奇偶性的应用等知识,考查分析理解,数形结合的能力,属中档题.
(2).(2021·全国高三专题练习(理))已知函数()有两个极值点、(),则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
求得,设,根据题意,转化为在内有两个不等的实数根、,利用二次函数的性质,求得,结合二次函数根与系数关系和二次函数的性质,即可求解.
【详解】
由题意,函数,可得函数的定义域为,
且,
设,
因为函数()有两个极值点、(),
即在内有两个不等的实数根、(),
可得,解得,
又因为、,可得,
则
,当且仅当时,等号成立,
故的最大值为.
故选:D.
(3).(2021·吴县中学高二月考)函数的极大值为( )
A.18 B.21 C.26 D.28
【答案】D
【分析】
求导,利用导数研究函数的单调区间,确定在哪个点取得极值,进而得到答案.
【详解】
函数的定义域为,求导,令,解得:,
极大值
极小值
所以当时,函数有极大值
故选:D.
(4).已知,则( )
A.在上单调递增 B.在上单调递减
C.有极大值,无极小值 D.有极小值,无极大值
【答案】C
【分析】
求出导函数,根据导函数的正负,导函数的零点判断各选项.
【详解】
由题意,当时,,递增,时,, 递减,是函数的极大值,也是最大值,函数无极小值.
故选:C.
【变式训练1-1】、(2021·吴县中学高二月考)(多选题)已知函数的导函数的图象如图所示,则下列选项中错误的是( )
A.是函数的极值点 B.函数在处取得极小值
C.在区间上单调递减 D.的图象在处的切线斜率小于零
【答案】AB
【分析】
根据导数的知识对选项逐一分析,由此确定选项.
【详解】
对于A选项,由图可知,左右两侧导数都为负数,故不是的极值点,A选项错误.
对于B选项,由图可知,左右两侧导数都为负数,故不是的极值点,B选项错误.
对于C选项,由图可知,时,递减,所以C选项正确.
对于D选项,由图可知,,所以D选项正确.
故选:AB.
【变式训练2-1】、(2021·全国高三其他模拟)关于函数,下列判断正确的是( )
A.是的极大值点
B.函数有且只有1个零点
C.存在正实数,使得恒成立
D.对任意两个正实数,,且,若,则
【答案】BD
【分析】
对于A,利用导数研究函数的极值点即可;
对于B,利用导数判断函数的单调性,再利用零点存在性定理即得结论;
对于C,参变分离得到,构造函数,利用导数判断函数的最小值的情况;
对于D,利用的单调性,由得到