内容正文:
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 极值与最值
高考总复习 一轮复习导学案 · 数学(提高版)
高考一轮复习 南方凤凰台 数学 提高版
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利用导数研究函数的极值
例1 已知函数f(x)=x3+ax2+a2,讨论函数f(x)在区间[0,2]上的极值.
举题说法
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求函数的极值或极值点的步骤:
(1) 求导数f′(x),不要忘记函数f(x)的定义域;
(2) 求方程f′(x)=0的根;
(3) 检查在方程的根的左右两侧f′(x)的符号,确定极值点或函数的极值.
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(1) 若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,求a的值;
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(2) 求函数f(x)的极值.
当a>0时,令f′(x)>0,则x>lna,所以f(x)在(lna,+∞)上单调递增;令f′(x)<0,则x<lna,所以f(x)在(-∞,lna)上单调递减,故f(x)在x=lna处取得极小值,且f(lna)=lna,但是无极大值.
综上,当a≤0时,f(x)无极大值与极小值;当a>0时,f(x)在x=lna处取得极小值lna,无极大值.
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由函数的极值求参数范围
B
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C
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已知函数极值点或极值求参数的两个要领:
(1) 列式:根据极值点处导数为0和极值这两个条件列方程组,利用待定系数法求解.
(2) 验证:因为导数值等于零不是此点为极值点的充要条件,所以利用待定系数法求解后必须验证根的合理性.
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利用导数研究函数的最值
例3 已知函数f(x)=ax+lnx,其中a为常数.
(1) 当a=-1时,求f(x)的最大值;
当0<x<1时,f′(x)>0;当x>1时,f′(x)<0.所以f(x)在(0,1)上是增函数,
在(1,+∞)上是减函数,所以f(x)max=f(1)=-1,所以当a=-1时,函数f(x)在(0,+∞)上的最大值为-1.
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(2) 若f(x)在区间(0,e]上的最大值为-3,求a的值.
故实数a的值为-e2.
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1. 利用导数求函数f(x)在[a,b]上的最值的一般步骤:
(1) 求函数在(a,b)内的极值.
(2) 求函数在区间端点处的函数值f(a),f(b).
(3) 将函数f(x)的各极值与f(a),f(b)比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.
2. 求函数在无穷区间(或开区间)上的最值,不仅要研究其极值情况,还要研究其单调性,并通过单调性和极值情况,画出函数的大致图象,然后借助图象观察得到函数的最值.
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(1) 判断函数y=g(x)的单调性;
当a≤0时,g′(x)<0,即g(x)在(0,+∞)内为减函数.
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(2) 若x∈(0,e](e≈2.718),判断是否存在实数a,使函数g(x)的最小值为2?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.
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1. 函数f(x)=x3-3x(-1<x<1)( )
A. 有最大值,但无最小值 B. 有最大值,也有最小值
C. 无最大值,也无最小值 D. 无最大值,但有最小值
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【解析】 f′(x)=3x2-3=3(x2-1).因为-1<x<1,所以x2<1,所以3(x2-1)<
0,即f′(x)<0,所以f(x)是(-1,1)上的减函数,f(1)<f(x)<f(-1),故f(x)在-1<x<1时既无最大值,也无最小值.
随堂内化
C
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2. 函数f(x)=3x2+lnx-2x的极值点的个数是( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 无数
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A
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3. 函数f(x)=cosx+(x+1)sinx+1在区间[0,2π]的最小值、最大值分别为( )
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D
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4. 求函数f(x)=lnx-x2在(0,a](a>0)上的最大值.
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综上,当a∈(-∞,-3]∪[0,+∞)时,f(x)在[0,2]上无极值;当a∈(-3,0)时