内容正文:
第11节 导数在研究函数中的应用
理数
课程标准要求
1.结合实例,借助几何直观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;对于多项式函数,能求不超过三次的多项式函数的单调区间.
2.借助函数的图像,了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;能利用导数求某些函数的极大值、极小值以及给定闭区间上不超过三次的多项式函数的最大值、最小值;体会导数与单调性、极值、最大(小)值的关系.
理数
必备知识·课前回顾
关键能力·课堂突破
理数
必备知识·课前回顾 回归教材 夯实四基
知识梳理
1.函数的单调性与导数
(1)函数y=f(x)在某个区间内可导
①若f′(x)>0,则f(x)在这个区间上是 ;
②若f′(x)<0,则f(x)在这个区间上是 ;
③如果在某个区间内恒有f′(x)=0,则f(x)为常函数.
(2)单调性的应用
若函数y=f(x)在区间(a,b)上单调,则y=f′(x)在该区间上不变号.
增加的
减少的
理数
2.函数的极值与导数
(1)函数的极大值
在包含x0的一个区间(a,b)内,函数y=f(x)在任何一点的函数值都小于x0点的函数值,称点x0为函数y=f(x)的 ,其函数值 f(x0) 为函数的 .
(2)函数的极小值
在包含x0的一个区间(a,b)内,函数y=f(x)在任何一点的函数值都大于x0点的函数值,称点x0为函数y=f(x) 的 ,其函数值f(x0)为函数的 .极大值与极小值统称为 ,极大值点与极小值点统称为 .
(3)求函数y=f(x)的极值点的步骤
①求出导数f′(x);
②解方程f′(x)=0;
极大值点
极大值
极小值点
极小值
极值
极值点
理数
③对于方程f′(x)=0的每一个解x0,分析f′(x)在x0左、右两侧的符号(即f(x)的单调性),确定极值点:
如果f(x)在x0两侧的符号“左正右负”,那么x0为极大值点;
如果f(x)在x0两侧的符号“左负右正”,那么x0为极小值点;
如果f′(x)在x0两侧的符号相同,则x0不是极值点.
3.函数的最值与导数
求函数y=f(x)在闭区间[a,b]上的最大值与最小值的步骤:
(1)求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 的一个为最大值, 的一个为最小值.
极值
最大
最小
理数
4.利用导数解决实际生活中的优化问题
(1)分析实际问题中各变量之间的关系,建立实际问题的数学模型,写出相应的函数关系式y=f(x)并确定定义域;
(2)求导数f′(x),解方程f′(x)=0;
(3)判断使f′(x)=0的点是极大值点还是极小值点;
(4)确定函数的最大值或最小值,还原到实际问题中作答.
理数
对点自测
1.函数f(x)的定义域为R,导函数f′(x)的图像如图所示,则函数f(x)( )
A.无极大值点、有四个极小值点
B.有三个极大值点、一个极小值点
C.有两个极大值点、两个极小值点
D.有四个极大值点、无极小值点
C
解析:导函数的图像与x轴的四个交点都是极值点,第一个与第三个是极大值点,第二个与第四个是极小值点.故选C.
理数
A
理数
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
B
理数
4.函数f(x)=(5-x)ex的单调递减区间是( )
A.(-∞,4) B.(0,4)
C.(1,5) D.(4,+∞)
D
解析:由f′(x)=(4-x)ex<0,得x>4.故选D.
理数
5.已知函数f(x)=x3+ax2+4x+8在R上单调递增,则实数a的取值范围是 .
理数
第一课时 导数与函数的单调性
理数
考点一 不含参数的函数的单调性
关键能力·课堂突破 类分考点 落实四翼
B
理数
B
理数
理数
题后悟通
求函数的单调区间的方法:
(1)确定函数y=f(x)的定义域;
(2)求导数f′(x);
(3)解不等式f′(x)>0,解集在定义域内的部分为单调递增区间;
(4)解不等式f′(x)<0,解集在定义域内的部分为单调递减区间.
注意:若一个函数有多个相同的单调区间,各个单调区间之间不能用“∪”与“或”,只能用“,”与“和”隔开.
理数
考点二 含参数的函数的单调性
例1 函数f(x)=x2-aln x.讨论函数f(x)的单调性.
理数
[典例迁移1] 将本例中的函数解析式变为:函数f