内容正文:
主题二 函数
第三章 导数及其应用
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高考总复习 一轮复习导学案 · 数学(提高版)
第三章 导数及其应用
第14讲 利用导数研究函数的性质
第2课时 函数的极值与最值
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第三章 导数及其应用
研题型 · 融会贯通
C
A
C
B
A
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第三章 导数及其应用
分类解析
利用导数研究函数的极值
已知函数f(x)=ax3-3x2+1-eq \f(3,a)(a∈R且a≠0),求函数f(x)的极大值与极小值.
【解答】 由题设知a≠0,f′(x)=3ax2-6x=3axeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(2,a))).令f′(x)=0,得x=0或x=eq \f(2,a).
当a>0时,随着x的变化,f′(x)与f(x)的变化情况如下表:
x
(-∞,0)
0
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(2,a)))
eq \f(2,a)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,a),+∞))
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
极大值
极小值
从上表可知f(x)极大值=f(0)=1-eq \f(3,a),f(x)极小值=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,a)))=-eq \f(4,a2)-eq \f(3,a)+1.
当a<0时,随着x的变化,f′(x)与f(x)的变化情况如下表:
x
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,\f(2,a)))
eq \f(2,a)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,a),0))
0
(0,+∞)
f′(x)
-
0
+
0
-
f(x)
极小值
极大值
从上表可知f(x)极大值=f(0)=1-eq \f(3,a),f(x)极小值=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,a)))=-eq \f(4,a2)-eq \f(3,a)+1.
综上,f(x)极大值=1-eq \f(3,a),f(x)极小值=-eq \f(4,a2)-eq \f(3,a)+1.
已知函数g(x)=x3-2x2+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)m+1))x-2,若g(x)的极值存在,求实数m的取值范围以及函数g(x)取得极值时对应的自变量x的值.
【解答】 g(x)=x3-2x2+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)m+1))x-2,则g′(x)=3x2-4x+1+eq \f(1,3)m,令g′(x)=0,当Δ≤0时,g′(x)≥0恒成立,函数g(x)单调递增,无极值,所以函数有极值时Δ>0,方程3x2-4x+1+eq \f(1,3)m=0有实数根,由Δ=4(1-m)>0,得m<1.
令g′(x)=0得,x1=eq \f(1,3)(2-eq \r(,1-m)),x2=eq \f(1,3)(2+eq \r(,1-m)),
当x变化时,g′(x),g(x)的变化情况如下表:
x
(-∞,x1)
x1
(x1,x2)
x2
(x2,+∞)
g′(x)
+
0
-
0
+
g(x)
极大值
·
极小值
综上,当m∈(-∞,1)时,函数g(x)有极值,当x=eq \f(1,3)(2-eq \r(,1-m))时,g(x)取得极大值;当x=eq \f(1,3)(2+eq \r(,1-m))时,g(x)取得极小值.
利用极值点数量求参数
已知函数f(x)=xlnx+mex(e为自然对数的底数)有两个极值点,则实数m的取值范围是___________.
【解析】 因为f(x)=xlnx+mex,所以f′(x)=lnx+1+mex,由函数f(x)有两个极值点可得y=-m和g(x)=eq \f(lnx+1,ex)在(0,+∞)上有两个交点,g′(x)=eq \f(\f(1,x)-lnx-1,ex).令h(x)=eq \f(1,x)-lnx-1,则h′(x)=-eq \f(1,x2)-eq \f(1,x)<0(x>0),所以h(x)在(0,+∞)上单调递减,且h(1)=0,所以当x∈(0,1]时,h(x)≥0,即g′(x)≥0,g(x)在(0,1]上单调递增,当x∈(1,+∞)时,h(x)<0,即g′(x)<0,g(x)在(1