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第六章 导数及其应用
6.2.2 导数与函数的极值、最值
第1课时 函数的导数与极值
[学习任务]
1.了解函数极值的概念,会通过图象直观理解函数的极值与导数的关系.
2.掌握函数极值的判定及求法.
3.掌握函数在某一点取得极值的条件.
第1课时 函数的导数与极值
[对应学生用书第57页]
知识点一 函数极值的定义
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) f(x)<f(x0) ,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;
f(x)<f(x0)
极大值点
第1课时 函数的导数与极值
(2) f(x)>f(x0) ,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 极值点 ,极大值与极小值都称为 极值 .显然,极大值点在其附近函数值最大,极小值点在其附近函数值最小.
f(x)>f(x0)
极小值点
极值点
极值
第1课时 函数的导数与极值
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”).
(1)导数为0的点一定是极值点. ( × )
(2)函数的极大值一定大于极小值. ( × )
(3)函数y=f(x)一定有极大值和极小值. ( × )
×
×
×
第1课时 函数的导数与极值
知识点二 函数极值的求法与步骤
1.一般地,设函数f(x)在x0处可导,且 f'(x0)=0 .
(1)如果对于x0左侧附近的任意x,都有 f'(x)>0 ,对于x0右侧附近的任意x,都有 f'(x)<0 ,那么此时x0是f(x)的极大值点.
(2)如果对于x0左侧附近的任意x,都有 f'(x)<0 ,对于x0右侧附近的任意x,都有 f'(x)>0 ,那么此时x0是f(x)的极小值点.
(3)如果f'(x)在x0的左侧附近与右侧附近均为正号(或均为负号),则x0一定不是y=f(x)的极值点.
f'(x0)=0
f'(x)>0
f'(x)<0
f'(x)<0
f'(x)>0
第1课时 函数的导数与极值
2.求可导函数f(x)的极值的步骤
(1)确定函数的定义域,求导数f'(x);
(2)求方程 f'(x)=0 的根;
(3)列表;
(4)利用f'(x)与f(x)随x的变化情况表,根据极值点左右两侧单调性的变化情况求极值.
f'(x)=0
第1课时 函数的导数与极值
设函数f(x)=xex,则 ( )
A.x=1为f(x)的极大值点
B.x=1为f(x)的极小值点
C.x=-1为f(x)的极大值点
D.x=-1为f(x)的极小值点
第1课时 函数的导数与极值
解析 令f'(x)=ex+xex=(1+x)ex=0,得x=-1.
当x<-1时,f'(x)<0;当x>-1时,f'(x)>0.故当x=-1时,f(x)取得极小值.
答案 D
第1课时 函数的导数与极值
[对应学生用书第57页]
探究一 求函数的极值
[例1] (1)已知函数f(x)=,则其极大值与极小值的和为 .
(2)设函数f(x)=x-aex(a∈R),求函数f(x)的极值.
第1课时 函数的导数与极值
[解析] (1)∵f(x)=,x∈(0,+∞),
∴f'(x)=-(x>0).
令f'(x)>0⇒e-4<x<e2,令f'(x)<0⇒0<x<e-4或x>e2,
∴f(x)在(0,e-4)上单调递减;(e-4,e2)上单调递增;(e2,+∞)上单调递减,
f(x)极大值=f(e2)=,f(x)极小值=f(e-4)=-4e4.
则其极大值与极小值的和为-4e4.
第1课时 函数的导数与极值
(2)由题可知f'(x)=1-aex.
①当a≤0,f'(x)≥0,f(x)在R上单调递增,
∴f(x)没有极值.
第1课时 函数的导数与极值
②当a>0,f'(x)=0时,x=ln .
当x∈时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
当x∈时,f'(x)<0,f(x)单调递减.
∴f(x)在x=ln 时取得极大值ln -1,没有极小值﹒
综上所述,当a≤0时,f(x)无极值;
当a>0时,f(x)有极大值ln -1,无极小值.
[答案] (1)-4e4 (2)见解析
第1课时 函数的导数与极值
函数极值和极值点的求解步骤
(1)确定函数的定义域;
(2)求方程f'(x)=0的根;
(3)用方程f'(x)=0的根顺次将函数的定义域分成若干个小开区间,并列成表格;
(4)由f'(x)在方程f'(x)=0的根左右的符号判断f(x)在这个根处取极值的情况.
第1课时 函数的导数与极值
1.函数f(x)=xex-x2-x的极小值为