内容正文:
第二课时 利用导数研究函数的极值与最值
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课时作业 巩固提升
关键能力 重点探究
题型一 利用导数解决函数的极值问题
角度(一) 根据图象判断函数的极值
例1 (1)(2023·郑州模拟)设函数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,则下列结论中一定成立的是( )
A.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(1)
B.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(1)
C.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(-2)
D.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(2)
D
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[解析] (1)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.
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C
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由图象判断函数y=f(x)的极值,要抓住两点:
1.由y=f′(x)的图象与x轴的交点,可得函数y=f(x)的可能极值点.
2.由导函数y=f′(x)的图象可以看出y=f′(x)的值的正负,从而可得函数y=f(x)的单调性.两者结合可得极值点.
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1.(多选)函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.-3是函数y=f(x)的极值点
B.-1是函数y=f(x)的极小值点
C.y=f(x)在区间(-3,1)上单调递增
D.-2是函数y=f(x)的极大值点
解析:由题图知f′(-3)=0且两侧符号相反,故A正确;在(-3,1)上y=f′(x)≥0(当且仅当x=-1时,“=”号成立),所以y=f(x)在(-3,1)上递增,B,D错误,故C正确.
AC
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2.(2023·贵阳四校联考)已知y=x·f′(x)的图象如图所示,则f(x)的图象可能是( )
D
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解析:由题图可知,当x<0时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;当0<x<b时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x>b时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减.又f′(b)=0,所以当x=b时,f(x)取得极大值,综上,满足题意的f(x)的图象可能是D.
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(2)令g(x)=f(x)-(ax-1),求函数g(x)的极值.
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利用导数研究函数极值问题的一般流程
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D
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4.若x=-2是函数f(x)=(x2+ax-1)ex-1的极值点,则f(x)的极小值为
( )
A.-1 B.-2e-3
C.5e-3 D.1
A
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解析:f′(x)=(2x+a)ex-1+(x2+ax-1)ex-1=[x2+(a+2)x+a-1]ex-1.
∵x=-2是f(x)的极值点,∴f′(-2)=0,即(4-2a-4+a-1)e-3=0,得a=-1.
∴f(x)=(x2-x-1)ex-1,f′(x)=(x2+x-2)ex-1.
由f′(x)>0,得x<-2或x>1;
由f′(x)<0,得-2<x<1.
∴f(x)在(-∞,-2)上单调递增,在(-2,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,∴f(x)的极小值点为1,
∴f(x)的极小值为f(1)=-1.
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5.已知函数f(x)=ax2-bln x在点A(1,f(1))处的切线方程为y=1.
(1)求实数a,b的值;
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(2)求函数f(x)的极值.
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