内容正文:
第五章 一元函数的导数及其应用
5.3.2 函数的极值与最大(小)值
第二课时
高中数学人教A版(2019)选择性必修第二册
学习目标
1.了解函数的最大(小)值的概念,能够区分极值与最值.
2.能利用导数求某些函数给定闭区间上不超过三次的多项式的最大值、最小值.
2.体会导数与最大(小)值的关系,掌握其应用.
探索新知
1.函数最值与极值的关系
例题剖析
2.求函数最值的方法步骤
3.利用导数解决与函数相关的问题
4.画函数f(x)的大致图象的步骤:
5.导数在解决实际问题中的应用
课堂小练
课堂小结:
你学到了那些新知识呢?
本节课学习了本节课学习了利用导数求函数在闭区间上的最大值、最小值.
如果是某个区间上函数的最大(小)值点,那么不小(大)于
函数在此区间上的所有函数值.
如图是函数,的图象.由图象可知,,,
是函数的极小值,,,是函数的极大值.
由图可以看出,函数在区间上的最小值是,最大值是.
一般地,如果在区间上函数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.
只要把函数的所有极值连同端点的函数值进行比较,就可
以求出函数的最大值与最小值.
例1 求函数在区间上的最大值与最小值.
解:因为,所以.
令,解得或.
当x变化时,,的变化情况如表所示.
x
2
+
0
-
0
+
单调递增
单调递减
单调递增
因此,当时,有极大值,并且极大值为;
当时,有极小值,并且极小值为.
故在区间上,当时,函数有极小值,为.
又由于,,
所以函数在区间上的最大值是4,最小值是.
一般地,求函数在区间上的最大值与最小值的步骤如下:
(1)求函数在区间上的极值;
(2)将函数的各极值与端点处的函数值,比较,
其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.
例2 给定函数.
(1)判断函数的单调性,并求出的极值;
(2)画出函数的大致图象;
(3)求出方程的解的个数.
解:(1)函数的定义域为.
.
令,解得.
,的变化情况如表所示.
x
-
0
+
单调递减
单调递增
所以在区间上单调递减,在区间上单调递增.
当时,有极小值.
(2)令,解得.
当时,;当时,.
所以的图象经过特殊点,,.
当时,与一次函数相比,指数函数呈爆炸性增长,
从而;
当时,,.
根据以上信息,画出的