内容正文:
第03讲 导数与函数的极值
1 极值的概念
若在点附近的左侧,右侧则称为函数的极小值点,称为函数的极小值;
若在点附近的左侧,右侧,则称为函数的极大值点,称为函数的极大值.
极小值点、极大值点统称为极值点,极大值和极小值统称为极值.
解释
① 把函数图象看成一座“山脉”,极大值就是“山峰”,极小值就是“山谷”, 如下图;
② 极值是“函数值”,极值点是“自变量值”,如下图有极大值和,极小值和,极大值点和,极小值点和.
③ 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;
④ 对于极值还有特别强调一下,看例题:
设是函数的极值点,则下列说法准确的是( )
A. 必有 B.不存在
C. 或不存在 D.存在但可能不为
解析:函数,
,
但时,时,;
故根据极值的定义,不是函数的极值点,这个从函数图象也很容易知道.
又如函数,
当时,; 当时,;
所以在处取到极值,但在导数不存在;故选.
总结
① 若可导,且是的解;
② 若是的解,;
③ 定义很重要.
2 求函数的极值的方法
解方程,当时:
(1) 如果在附近的左侧,右侧,那么是极大值;
(2) 如果在附近的左侧,右侧,那么是极小值.
【题型1】 函数(导函数)图象与极值(点)的关系
【典题1】 (2020·浙江·二模)已知函数f(x)的定义域为D,其导函数为,函数的图象如图所示,则f(x)( )
A.有极小值f(2),极大值f(π) B.有极大值f(2),极小值f(0)
C.有极大值f(2),无极小值 D.有极小值f(2),无极大值
【巩固练习】
1. (2024·全国·高三专题练习)函数的定义域为,导函数在内的图像如图所示,则函数在内极小值点的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2. (2024·全国·高三专题练习)已知函数的导函数的图象如图所示,则下列判断正确的是( )
A.2为的极大值点 B.在区间上单调递增
C.为的极小值点 D.在区间上单调递增
3. (2024·全国·高三专题练习)如图是函数的导函数的图象,下列结论正确的是( )
A.在处取得极大值 B.是函数的极值点
C.是函数的极小值点 D.函数在区间上单调递减
4. (2024·全国·高三专题练习)函数的图象如图所示,则下列结论成立的是( )
A.,,, B.,,,
C.,,, D.,,,
【题型2】 求不含函数的极值(点)
【典题1】(2024·云南楚雄·一模)将函数)的所有极小值点按从小到大的顺序排列成数列,则 .
【典题2】 (2023·甘肃兰州·一模)已知函数的极值点为,函数的最大值为,则( )
A. B. C. D.
【典题3】(2024·广东广州·一模)已知函数,.
(1)求的单调区间和极小值;
(2)证明:当时,.
【巩固练习】
1. (2024·全国·高三专题练习)函数的极小值点为( )
A. B. C. D.
2. (多选) (2024·全国·模拟预测)已知函数,则( )
A.在上单调递减 B.的极大值点为2
C.的极大值为 D.有2个零点
3. (2023·陕西西安·模拟预测)已知等差数列中,是函数的极大值点,则的值为( )
A. B. C. D.
4.(2024·全国·模拟预测)设函数,记的极小值点为,极大值点为,则( )
A.2 B. C. D.
5.(2023·河南洛阳·模拟预测)已知函数及其导函数的定义域均为,且,则( )
A.有一个极小值点,一个极大值点 B.有两个极小值点,一个极大值点
C.最多有一个极小值点,无极大值点 D.最多有一个极大值点,无极小值点
6.(2024·湖南·二模)函数在范围内极值点的个数为 .
【题型3】 求含参函数的极值(点)
【典题1】(2024·广东汕头·一模)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若既存在极大值,又存在极小值,求实数的取值范围.
【巩固练习】
1.(2024·广东肇庆·模拟预测)已知函数.
(1)求的极值;
(2)对任意,不等式恒成立,求的取值范围.
2. (2024·全国·高三专题练习)已知函数.
(1)当时,求在处的切线方程;
(2)若在上单调递增,求的取值范围;
(3)试讨论函数的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值.
3. (2024·云南红河·二模)已知函数.
(1)求在处的切线方程;
(2)设函数,求的极值.
【题型4】 根据函数的极值(点)求参数
【典题1】 (2024·辽宁·一模)已知函数