内容正文:
1 掌握函数极值、最值的概念.
2 掌握求解函数的极值、最值的解题步骤.
3 能够求解关于函数极值、最值的综合问题.
知识梳理
1.函数的极值与导数
条件
f′(x0)=0
在点x=x0附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0
在点x=x0附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0
图象
形如山峰
形如山谷
极值
f(x0)为极大值
f(x0)为极小值
极值点
x0为极大值点
x0为极小值点
(1)函数的极大值和极小值都可能有多个,极大值和极小值的大小关系不确定.
(2)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.
2.函数的最值与导数
(1)函数f(x)在[a,b]上有最值的条件
一般地,如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值和最小值.
(2)求函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大值与最小值的步骤
①求函数y=f(x)在区间(a,b)上的极值;
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,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.
学霸笔记
1.函数极值与导数的关系
(1)f′(x0)=0是x0为f(x)的极值点的必要不充分条件.例如,f(x)=x3,f′(0)=0,但x=0不是极值点.
(2)极值点不是点,若函数f(x)在x1处取得极大值,则x1为极大值点,极大值为f(x1);在x2处取得极小值,则x2为极小值点,极小值为f(x2).极大值与极小值之间无确定的大小关系.
2.函数极值与最值的关系
(1)极值只能在定义域内取得(不包括端点),最值却可以在端点处取得;有极值的不一定有最值,有最值的也未必有极值;极值有可能成为最值,非常数可导函数最值只要不在端点处取,则必定在极值处取.
(2)若函数f(x)在开区间(a,b)内只有一个极值点,则相应的极值一定是函数的最值.
进阶诊断
1.判断正误
(1)函数的极大值不一定比极小值大.( √ )
(2)对可导函数f(x),f′(x0)=0是x0点为极值点的充要条件.( × )
(3)函数的极大值一定是函数的最大值.( × )
(4)开区间上的单调连续函数无最值.( √ )
2.可导函数在闭区间内的最大值必在何处取得( C )
A.极值点
B.导数为0的点
C.极值点或区间端点
D.区间端点
3.(多选)函数y=f(x)的导函数f′(x)的图象如图所示,以下命题错误的是( BD )
A.-3是函数y=f(x)的极值点
B.-1是函数y=f(x)的最小值点
C.y=f(x)在区间(-3,1)上单调递增
D.y=f(x)在x=0处切线的斜率小于零
4.(选择性必修第二册·P104T9改编)已知函数f(x)=x(x-c)2在x=2处有极小值,则c的值为( B )
A.6 B.2
C.2或6 D.
5.若函数f(x)=x3-4x+m在[0,3]上的最大值为4,m的值为4.
利用导数求函数的极值问题 多维贯通
根据函数的图象判断极值
(多选)已知函数f(x)在R上可导,其导函数为f′(x),且函数y=(1-x)f′(x)的图象如图所示,则( BD )
A.函数f(x)有极大值f(2)
B.函数f(x)有极大值f(-2)
C.函数f(x)有极小值f(-2)
D.函数f(x)有极小值f(2)
解析:由题图可知,当x<-2时,f′(x)>0;
当-2<x<1时,f′(x)<0;当1<x<2时,f ′(x)<0;
当x>2时,f′(x)>0.由此可以得到函数f(x)在x=-2处取得极大值,在x=2处取得极小值.
方 法 规 律
根据函数的图象判断极值的方法
根据已知条件,分情况确定导数为0的点,及在导数为0点处左右两侧导数的正负,从而确定极值类型.
练1 已知函数y=f(x)的定义域为(a,b),导函数y=f′(x)在(a,b)内的图象如图所示,则函数y=f(x)在(a,b)内的极小值有( A )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
解析:因为极小值点两侧函数的单调性是先减后增,对应导函数值是先负后正,由题图得,导函数值先负后正的点有1个.所以函数f(x)在区间(a,b)内极小值点的个数是1.
练2 (多选)已知定义在R上的函数f(x),其导函数f′(x)的大致图象如图所示,则下列叙述不正确的是( ABD )
A.f(a)>f(e)>f(d)
B.函数f(x)在[a,b]上递增,在[b,d]上递减
C.函数f(x)的极值点为c,e
D.函数f(x)的极大值为f(b)
解析:由题图可知,当x∈(-∞,c)时,f′(x)>0,
当x∈(c,e)时,f′(x)<0,当x∈(e,+∞)时,f′(x)>0,
所以f