内容正文:
第04讲 5.3.2函数的极值与最大(小)值
课程标准
学习目标
①.理解函数极值最值的概念,了解其与函数极值的区别与联系。
②掌握函数极值的判定及求法。
③掌握函数在某一点取得极值的条件。
④能根据极值点与极值的情况求参数范围。
⑤会利用极值解决方程的根与函数图象的交点个数问题。
⑥会求某闭区间上函数的最值
⑦理解极值与最值的关系,并能利用其求参数的范围
1.通过本节课的学习要求会求函数的极值、极值点;能解决与极值点相关的参数问题;并能利用极值解决方程的根与函数的交点问题.;
2.通过本节课的学习,要求会求函数在局部区间的最大( 小)值,能利用函数的导数解决恒成立问题与存在性问题;
知识点01、函数的极值
一般地,对于函数,
(1)若在点处有,且在点附近的左侧有,右侧有,则称为的极小值点,叫做函数的极小值.
(2)若在点处有,且在点附近的左侧有,右侧有,则称为的极大值点,叫做函数的极大值.
(3)极小值点与极大值点通称极值点,极小值与极大值通称极值.
注:极大(小)值点,不是一个点,是一个数.
【即学即练1】(2023上·广东东莞·高三校考阶段练习)若函数,则的极大值点为 .
【答案】2
【详解】,
令,解得或6,
当或时,,单调递增,
当时,,单调递减,
故在取得极大值,故极大值点为2.
故答案为:2
知识点02、函数的最大(小)值
一般地,如果在区间上函数的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值与最小值.
设函数在上连续,在内可导,求在上的最大值与最小值的步骤为:
(1)求在内的极值;
(2)将函数的各极值与端点处的函数值,比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.
【即学即练2】(2023下·湖北十堰·高二统考期末)已知函数在区间上的最大值为,最小值为,则 .
【答案】
【详解】因为,
,或,
,,
所以在上单调递增,在上单调递减.
因为,
所以,故.
故答案为:
知识点03、函数的最值与极值的关系
(1)极值是对某一点附近(即局部)而言,最值是对函数的定义区间的整体而言;
(2)在函数的定义区间内,极大(小)值可能有多个(或者没有),但最大(小)值只有一个(或者没有);
(3)函数的极值点不能是区间的端点,而最值点可以是区间的端点;
(4)对于可导函数,函数的最大(小)值必在极大(小)值点或区间端点处取得.
【即学即练3】(2023上·天津·高三统考期中)已知函数.
(1)求的单调区间与极值;
(2)求在区间上的最大值与最小值.
【答案】(1)答案见解析;
(2)最大值为54,最小值为.
【详解】(1)由题设,令,得或,
当时,即,解得或,单调递增区间为和.
当时,即,解得,单调递减区间为.
函数的极大值为,极小值为.
(2)由,,,则
且在区间上连续,函数在区间内的最大值为54,最小值为.
题型01函数图象与极值(点)的关系
【典例1】(多选)(2023上·黑龙江哈尔滨·高三哈师大附中校考阶段练习)如图所示是的导数的图象,下列结论中正确的有( ).
A.的单调递增区间是
B.是的极小值点
C.在区间上单调递减,在区间上单调递增
D.是的极小值点
【典例2】(2023·上海·高二专题练习)已知函数,其导函数的图象经过点,,如图所示,则下列说法中正确结论的序号为 .
①当时函数取得极小值;
②有两个极值点;
③当时函数取得极小值;
④当时函数取得极大值.
【变式1】(多选)(2023上·江西宜春·高三江西省丰城中学校考开学考试)如图所示是的导数的图象,下列结论中正确的有( )
A.的单调递增区间是
B.是的极小值点
C.在区间上是减函数,在区间上是增函数
D.是的极小值点
【变式2】(多选)(2023上·新疆喀什·高三统考期中)已知函数,其导函数的图象如图所示,则( )
A.在上为减函数 B.在处取极大值
C.在上为减函数 D.在处取极小值
题型02求已知函数的极值(点)
【典例1】(2023上·陕西渭南·高三校考阶段练习)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求的单调区间和极值.
【典例2】(2023上·四川眉山·高三四川省眉山第一中学校考开学考试)若函数,为函数的极值点.
(1)求的值;
(2)求函数的极值.
【变式1】(2023·海南省直辖县级单位·校考模拟预测)已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求的单调区间与极值.
【变式2】(2023下·重庆江北·高二重庆十八中校考期中)已知是函数的极小值点.
(1)求实数的取值范围;
(2)求的极大值.
题型03根据函数的极值(点)求参数
【典例1】(2023上·四川遂宁·高三四川省蓬溪中学校校考阶段练习)已知函数在处有极大值,则的值为( )