内容正文:
第十节 导数的应用
第二课时 利用导数研究函数的极值与最值
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角度(一) 知图判断函数极值
函数f(x)的定义域为R,导函数f′(x)的图象如图所示,则函数f(x)( )
A.无极大值点、有四个极小值点
B.有三个极大值点、一个极小值点
C.有两个极大值点、两个极小值点
D.有四个极大值点、无极小值点
[解析] 导函数的图象与x轴的四个交点都是极值点,第一个与第三个是极大值点,第二个与第四个是极小值点.
C
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知图判断函数的极值的情况:先找导数为0的点,再判断导数为0的点的左、右两侧的导数符号,最后判断是极大值点还是极小值点.
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②当a<-1或a>2时,a2>a+2,可得当x∈(-∞,a+2)时,f′(x)>0,函数f(x)为增函数;当x∈(a+2,a2)时,f′(x)<0,函数f(x)为减函数;当x∈(a2,+∞)时,f′(x)>0,函数f(x)为增函数.所以当x=a+2时,函数f(x)有极大值f(a+2);当x=a2时,函数f(x)有极小值f(a2).
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③当-1<a<2时,a2<a+2,可得当x∈(-∞,a2)时,f′(x)>0,函数f(x)为增函数;当x∈(a2,a+2)时,f′(x)<0,函数f(x)为减函数;当x∈(a+2,+∞)时,f′(x)>0,函数f(x)为增函数.所以当x=a+2时,函数f(x)有极小值f(a+2);当x=a2时,函数f(x)有极大值f(a2).
综上,当a=-1或a=2时,f(x)无极值点;
当a<-1或a>2时,f(x)的极大值点为a+2,极小值点为a2;
当-1<a<2时,f(x)的极小值点为a+2,极大值点为a2.
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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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角度(三) 已知函数的极值求参数
(2022·全国乙卷)已知x=x1和x=x2分别是函数f(x)=2ax-ex2(a>0且a≠1)的极小值点和极大值点.若x1<x2,则a的取值范围是________.
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由题意得函数y=ax ln a与y=ex的图象有两个不同的交点.
当a>1时,画出函数y=ax ln a与y=ex的图象,如图①所示,
当x∈(-∞,x1)时,f′(x)=2ax ln a-2ex>0,
f(x)在(-∞,x1)上单调递增;
当x∈(x1,x2)时,f′(x)=2ax ln a-2ex<0,
f(x)在(x1,x2)上单调递减;
当x∈(x2,+∞)时,f′(x)=2ax ln a-2ex>0,
f(x)在(x2,+∞)上单调递增.
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∴x=x1和x=x2分别是f(x)的极大值点和极小值点,这与已知矛盾.
∴当a>1时,不满足题意,舍去;
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当0<a<1时,画出函数y=ax ln a与y=ex的图象,如图②所示,
∴k=e(ln a)2,要使函数y=ax ln a与y=ex的图象有两个不同的交点,则k<e,即e(ln a)2<e.
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已知函数极值点或极值求参数的两个关键点
(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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1.(多选)(2023·临沂模拟)已知函数f(x)=x+sin x-x cos x的定义域为
[-2π,2π),则( )
A.f(x)为奇函数
B.f(x)在[0,π)上单调递增
C.f(x)恰有4个极大值点
D.f(x)有且仅有4个极值点
BD
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