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函数的极值与最大(小)值(1)
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1. 课名:微软雅黑48号字;
2.(第一课时):微软雅黑32号字;
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4.学科、年级、主讲人、学校:华文楷体28号字(具体根据文字量可适当调整)。
英文
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2.(Period 1):字体使用Arial,字号为28;
3.正文一般用24—28号,特别强调可用32号。
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年 级:高二 学 科:数学(人教A版)
主讲人:范方兵 学 校:北京市第二中学
函数的极值与最大(小)值(1)
高中数学
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课堂引入
一般地,函数f(x)的单调性与导函数f′(x)的
正负之间具有如下的关系:
在某个区间(a,b)上,如果f′(x)>0,
那么函数y=f(x)在区间(a,b)上单调递增;
在某个区间(a,b)上,如果f′(x)<0,
那么函数y=f(x)在区间(a,b)上单调递减.
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探究新知
问题1 如果函数在某些点的导数为0,那么在
这些点处函数有什么性质呢?
高中数学
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探究新知
观察下图,我们发现,当t=a时,高台跳水运动员距水面的高度最大.
高中数学
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探究新知
可以看出,h′(a)=0;
在t=a的附近,当t<a时,函数h(t)单调递增,h′(t)>0;当t>a时,函数h(t)单调递减,h′(t)<0.
高中数学
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探究新知
当t在a的附近从小到大经过a时,h′(t)
先正后负,且h′(t)连续变化,于是有h′(a)=0.
高中数学
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探究新知
问题3 对于一般的函数y=f(x),是否也有同样的性质呢?
高中数学
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探究新知
如图,函数y=f(x)在x=a,b,c,d,e等点的函数值与这些点附近的函数值有什么关系?
y=f(x)在这些点的导数值是多少?
在这些点附近,y=f(x)的导数的正负性有什么
规律?
高中数学
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探究新知
以x=a,b两点为例,可以发现,函数y=f(x)在点x=a的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点的函数值都小,f′(a)=0;
高中数学
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探究新知
类似地,函数y=f(x)在点x=b的函数值f(b)比它
在点x=b附近其他点的函数值都大,f′(b)=0;
而且在点x=b附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0.
高中数学
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探究新知
我们把a叫做函数y=f(x)的极小值点,f(a)叫做函数
y=f(x)的极小值;b叫做函数y=f(x)的极大值点,f(b)叫
做函数y=f(x)的极大值.极小值点、极大值点统称为
极值点,极小值和极大值统称为极值 (extremum).
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探究新知
问题4 极大值一定大于极小值吗?
高中数学
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探究新知
问题4 极大值一定大于极小值吗?
极值反映了函数在某一点附近的大小情况,刻画了函数的局部性质.
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探究新知
问题5 导数值为0的点一定是函数的极值点吗?
高中数学
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探究新知
问题5 导数值为0的点一定是函数的极值点吗?
导数值为0的点不一定是函数的极值点.
函数f(x)=x3,f′(x)=3x2.
x=0时,f′(0)=0;
x0时,f′(x)>0.
f(x)=x3是增函数,
0不是函数f(x)=x3的极值点.
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探究新知
问题5 导数值为0的点一定是函数的极值点吗?
一般地,函数y=f(x)在一点的导数值为0是函数y=f(x)在这点取极值的必要条件,而非充分条件.
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知识应用
例 求函数f(x)=x34x+4的极值.
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例 求函数f(x)=x34x+4的极值.
分析:一般地,可按如下方法求函数y=f(x)的极值.
解方程f′(x)=0,当f′(x0)=0时:
(1)如果在x0附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0,那么f(x0)是极大值;
(2)如果在x0附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0,那么f(x0)是极小值.
知识应用
高中数学
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例 求函数f(x)=x34x+4的极值.
解: 函数定义域为(∞,+∞).
因为f(x)=x34x+4,所以f′(x)=x24=(x+2)(x2).
令f′(x)=0