内容正文:
3.2.1 单调性与最大(小)值
第2课时 函数的最大(小)值
画出下列函数的图象,分析图象的变化趋势.
(1)f(x)=-2x+3
(2)f(x)=-2x+3, x∈[-1,2]
(3)f(x)=x2+2x+2, x∈[-3,-2]
(4)f(x)=x2+2x+2, x∈[-2,1]
一、情境引入
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探究:根据上面所画函数图象思考下列问题:
(1)说出y=f(x)的单调区间,以及在各单调区间上的单调性;
(2)指出图象的最高点或最低点,并说明它能体现函数的什么特征?
二、新知探究
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1.最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足:
(1)∀x∈I,都有f(x)≤M;
(2)∃x0∈I,使得f(x0)=M.
那么,称M是函数y=f(x)的最大值(Maximum Value).
思考:仿照函数最大值的定义,你能给出函数y=f(x)的最小值的定义吗?
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2.最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足:
(1)∀x∈I,都有f(x)≥M;
(2)∃x0∈I,使得f(x0)=M.
那么,称M是函数y=f(x)的最小值(Minimum Value).
注意:(1)函数最大(小)首先应该是某一个函数值,即存在x0∈I,使得f(x0) = M;
(2)函数最大(小)应该是所有函数值中最大(小)的,即对于任意的x∈I,都有f(x)≤M(f(x)≥M).
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三、知识应用
例1.“菊花”烟花是最壮观的烟花之一.制造时一般是期望在它达到最高点时爆裂.如果烟花距地面的高度h(单位:m)与时间t(单位:s)之间的关系为h(t)=-4.9+14.7t+18,那么烟花冲出后什么时候是它爆裂的最佳时刻?这时距地面的高度是多少(精确到1m)?
从题目的陈述看,这个函数的单调性时怎样的?-----在定义域(0,+∞)上是减函数
那就需要减函数的定义来证明,请回忆减函数的定义-----全班回答
解:画出函数h(t)=-4.9t2+14.7t+18的图象(如图).显然,函数图象的顶点就是烟花上升的最高点,顶点的横坐标就是烟花爆裂的最佳时刻,纵坐标就是这时距地面的高度。
由二次函数的知识,对于函数
h(t)=-4.9t2+14.7t+18,我们有:当t=-时,函数有最大值h=.
于是,烟花冲出后1.5s是它爆裂的最佳时刻,这时距地面的高度为29m.
从题目的陈述看,这个函数的单调性时怎样的?-----在定义域(0,+∞)上是减函数
那就需要减函数的定义来证明,请回忆减函数的定义-----全班回答
例2.求函数y=在区间[2,6]上的最大值和最小值.
解:设2≤x1<x2≤6,则有
f(x1)-f(x2)===,
∵2≤x1<x2≤6,∴x2-x1>0,(x1-1)(x2-1)>0.
∴f(x1)>f(x2),即函数y=在区间[2,6]上是减函数.
所以,当x=2时,函数y=在区间[2,6]上取得最大值f(2)=2;
当x=6时,函数y=在区间[2,6]上取得最小值f(6)= .
从题目的陈述看,这个函数的单调性时怎样的?-----在定义域(0,+∞)上是减函数
那就需要减函数的定义来证明,请回忆减函数的定义-----全班回答
四、课堂练习
1.已知函数f(x)=x+ .
(1)判断f(x)在区间[1,2]上的单调性;
(2)根据f(x)的单调性求出f(x)在区间[1,2]上的最值.
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解:(1)设x1,x2是区间[1,2]上的任意两个实数,且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)= x1- x2==(x1-x2)(1-)=
∵x1<x2,∴x1-x2<0.当1≤x1<x2≤2时,x1x2>0,1<x1x2<4,
即x1x2-4<0.
∴f(x1)>f(x2),即f(x)在区间[1,2]上是减函数.
(2)由(1)知f(x)的最小值为f(2),f(2)=2+2=4;
f(x)的最大值为f(1),f(1)=1+4=5,
∴f(x)的最小值为4,最大值为5.
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2.某租赁公司拥有汽车100辆,当每辆车的月租金为3 000元时,可全部租出,当每辆车的月租金每增加50元时,未租出的车将会增加一辆,租出的车每辆每月需要维护费150元,未租出的车每辆每月需要维护费50元.
(1)当每辆车的月租金为3 600元时,能租出多少辆?
(2)当每辆车的月租金为多少元时,租赁公司的月收益最大?最大月收益是多少?
从题目的陈述看,这个函数的单调性时怎样的?-----在定义域(0,+∞)上是减函数
那就需要减函数的定义来证明,请回忆减函数的定义-