内容正文:
第3讲 导数与函数的极值、最值
第四章 导数及其应用
1
基础知识整合
PART ONE
都小
f′(x)<0
f′(x)>0
都大
f′(x)>0
f ′(x)<0
连续不断
极值
端点处的函数值f(a),f(b)
最大
最小
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)在开区间(a,b)内只有一个极值点,则该极值点一定是函数的最值点.
3.极值有可能是最值,但最值只要不在区间端点处取得,其必定是极值.
1.(2021·衡水模拟)下列四个函数中,在x=0处取得极值的是( )
①y=x3;②y=x2+1;③y=|x|;④y=2x.
A.①② B.②③
C.③④ D.①③
解析 ①y′=3x2≥0恒成立,所以函数在R上单调递增,无极值点.②y′=2x,当x>0时,函数单调递增;当x<0时,函数单调递减,且y′|x=0=0,②符合.③结合该函数图象可知函数在(0,+∞)上单调递增,在(-∞,0]上单调递减,③符合.④y=2x在R上单调递增,无极值点.故选B.
答案
解析
2.设函数f(x)=xex,则( )
A.1为f(x)的极大值点
B.1为f(x)的极小值点
C.-1为f(x)的极大值点
D.-1为f(x)的极小值点
解析 f′(x)=ex+xex=(1+x)ex.令f′(x)=0,则x=-1.当x<-1时,f′(x)<0,当x>-1时,f′(x)>0,所以-1为f(x)的极小值点.
答案
解析
3.函数f(x)=ln x-x在区间(0,e]上的最大值为( )
A.1-e B.-1
C.-e D.0
答案
解析
答案
解析
答案 4
解析 f′(x)=x2-4,x∈[0,3],当x∈[0,2)时,f′(x)<0,当x∈(2,3]时,f′(x)>0,所以f(x)在[0,2)上是减函数,在(2,3]上是增函数.又f(0)=m,f(3)=-3+m,所以在[0,3]上,f(x)max=f(0)=4,所以m=4.
答案
解析
答案
解析
2
核心考向突破
PART TWO
多角度探究突破
例1 (2021·南昌摸底考试)设函数f(x)在R上可导,其导函数为f′(x),且函数y=(1-x)f′(x)的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是( )
A.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(1)
B.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(1)
C.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(-2)
D.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(2)
答案
考向一 导数与函数的极值
解析 由题图可知,当x<-2时,f′(x)>0;当-2<x<1时,f′(x)<0;当1<x<2时,f′(x)<0;当x>2时,f′(x)>0.由此可以得到函数f(x)在x=-2处取得极大值,在x=2处取得极小值.故选D.
解析
由图象判断函数y=f(x)的极值要抓住的两点
(1)由y=f′(x)的图象与x轴的交点,可得函数y=f(x)的可能极值点.
(2)由导函数y=f′(x)的图象可以看出y=f′(x)的值的正负,从而可得函数y=f(x)的单调性.两者结合可得极值点.
1.(多选)(2021·石家庄检测)函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示,则( )
A.-3是函数y=f(x)的极值点
B.-1是函数y=f(x)的极小值点
C.y=f(x)在区间(-3,1)上单调递增
D.-2是函数y=f(x)的极大值点
答案
解析 由函数y=f′(x)的图象可知,f′(-3)=0,当x∈(-∞,-3)时,f′(x)<0,当x∈(-3,1)时,f′(x)≥0,所以函数y=f(x)在(-∞,-3)上单调递减,在(-3,1)上单调递增,故C正确;-3是函数y=f(x)的极小值点,故A正确;因为函数y=f(x)在(-3,1)上单调递增,所以-1不是函数y=f(x)的极小值点,-2也不是函数y=f(x)的极大值点,故B,D错误.故选AC.
解析
答案
解析
答案
解析
运用导数求函数f(x)极值的一般步骤
(1)确定函数f(x)的定义域;(2)求导数f′(x);(3)解方程f′(x)=0,求出函数定义域内的所有根;(4)列表检验f′(x)在f′(x)=0的根x0左右两侧导数值的符号;(5)求出极值.
2. 若函数f(x)=(1-x)(x2+ax+b)的图象关于点(-2,0)对称,x1,x2分别是f(x)的极大值点与极小值点,则x2-x1=________.