内容正文:
第2节 导数在研究函数中的应用
数学
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.
数学
必备知识·课前回顾
关键能力·课堂突破
数学
必备知识·课前回顾 回归教材 夯实四基
知识梳理
1.导数与函数的单调性
(1)如果在区间(a,b)内,f′(x)>0,则曲线y=f(x)在区间(a,b)对应的那一段上每一点处切线的斜率都大于0,曲线呈上升状态,因此f(x)在(a,b)上是 ,如图(1);
(2)如果在区间(a,b)内,f′(x)<0,则曲线y=f(x)在区间(a,b)对应的那一段上每一点处切线的斜率都小于0,曲线呈下降状态,因此f(x)在(a,b)上是 ,如图(2).
增函数
减函数
数学
释疑
函数f(x)在区间(a,b)上单调递增,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.
如f(x)=x3在定义域上是增函数,但是其导数f′(x)=3x2≥0.
数学
2.导数与函数的极值
(1)极值的定义:一般地,设函数y=f(x)的定义域为D,设x0∈D,如果对于x0附近的任意不同于x0的x,都有
① ,则称x0为函数f(x)的一个极大值点,且f(x)在x0处取极大值.
② ,则称x0为函数f(x)的一个极小值点,且f(x)在x0处取极小值.
极大值点与极小值点都称为 ,极大值与极小值都称为 .
f(x)<f(x0)
f(x)>f(x0)
极值点
极值
释疑
极值点满足的两个条件:极值点处的导数等于零,并且两侧导数的符号相反.
数学
(2)求极值的方法
一般地,可按如下方法求函数y=f(x)的极值:
解方程f′(x)=0,当f′(x0)=0时:
①如果在x0附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0,那么f(x0)是 值;
②如果在x0附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0,那么f(x0)是 值.
极大
极小
释疑
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f(x)=x3在定义域上是增函数,其导数f′(0)=0,但是x=0却不是其极值点.
数学
3.导数与函数的最值
一般地,如果函数y=f(x)在定义域内的每一点都可导,且函数存在最值,则函数的最值点一定是某个极值点;如果函数y=f(x)的定义域为[a,b]且存在最值,函数y=f(x) 在(a,b)内可导,那么函数的最值点要么是区间端点a或b,要么是极
值点.
释疑
(1)若函数f(x)在开区间(a,b)内只有一个极值点,则相应的极值点一定是函数的最值点.
(2)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.
数学
对点自测
1.(新教材习题改编)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.
数学
A
数学
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
数学
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.
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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 .
数学
第一课时 导数与函数的单调性
数学
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
数学
AB
数学
数学
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