内容正文:
专题5.4 利用导数研究函数的极值与最值
【知识梳理】 1
【考点1:求已知函数的极值或极值点】 2
【考点2:根据极值或极值点求参】 5
【考点3:函数(导函数)图象与极值或极值点的关系】 9
【考点4:由导数求函数的最值(不含参)】 12
【考点5:由导数求函数的最值(含参)】 15
【考点6:已知函数最值求参数】 21
【考点7:函数单调性、极值与最值的综合应用】 24
【知识梳理】
1.函数的极值
极值的相关概念
(1)极小值点与极小值:
如图,函数y=f(x)在点x=a处的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点的函数值都小,f'(a)=0,而且在点
x=a附近的左侧f'(x)<0,右侧f'(x)>0,则把点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.
(2)极大值点与极大值:
如图,函数y=f(x)在点x=b处的函数值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,则把点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.
(3)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.
2.运用导数求函数f(x)极值的一般步骤:
[方法技巧]
已知函数极值点或极值求参数的两个要领
(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:因为某点处的导数值等于0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.
3.函数的最大值与最小值
(1)一般地,如果在区间[a,b]上函数y=f(x)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,并且函数的最值必在极值点或区间端点处取得.当f(x)的图象连续不断且在[a,b]上单调时,其最大值和最小值分别在两个端点处取得.
(2)函数的极值与最值的区别
①极值是对某一点附近(即局部) 而言的,最值是对函数的整个定义区间而言的.
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)值最多有一个.
③函数f(x)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.利用导数求函数最值的解题策略:
(1)利用导数求函数f(x)在[a,b]上的最值的一般步骤:
(2)求函数在无穷区间(或开区间)上的最值的一般步骤:
求函数在无穷区间(或开区间)上的最值,不仅要研究其极值情况,还要研究其单调性,并通过单调性和
极值情况,画出函数的大致图象,然后借助图象观察得到函数的最值.
[方法技巧]
利用导数求函数在某区间上最值的规律
(1)若函数在区间[a,b]上单调递增或递减,f(a)与f(b)一个为最大值,一个为最小值.
(2)若函数在闭区间[a,b]上有极值,要先求出[a,b]上的极值,与f(a),f(b)比较,最大的是最大值,最小的是最小值,可列表完成.
(3)函数f(x)在区间(a,b)上有唯一一个极值点,这个极值点就是最大(或小)值点,此结论在导数的实际应用中经常用到.
【考点1:求已知函数的极值或极值点】
1.(25-26高二上·江苏连云港·月考)函数的极小值为( )
A. B. C.15 D.17
【答案】B
【分析】求得,得出函数的单调性,结合极值点与极值的定义,即可求解.
【详解】由函数,可得,
当时, ,函数单调递增;
当时, ,函数单调递减;
当时, ,函数单调递增,
所以是极小值点,则函数的极小值为.
故选:B.
2.(25-26高三上·海南海口·月考)已知函数,则( )
A.有极小值,且极小值点为1
B.有极大值,且极大值点为1
C.有极小值,且极小值点为
D.有极大值,且极大值点为
【答案】A
【分析】利用导数,结合单调性,即可判断选项.
【详解】由题意得,,当时,,在单调递减;
当时,,在单调递增,
所以有极小值,且极小值点为1.
故选:A.
3.(25-26高三上·湖南湘西·月考)已知函数的定义域为,若,则的极大值点为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】B
【分析】根据抽象函数换元法求解析式,令,可得,再根据的符号确定函数单调性,得到极值点即可.
【详解】设,则,,即,
令,解得或,
所以当或时,,当时,,
则在单调递增,在单调递减,在单调递增,
所以的极大值点为.
故选:B.
4.(25-26高三上·辽宁抚顺·月考)函数的极大值为 .
【答案】
【分析】利用导数分析函数的单调性,可求函数的极大值.
【详解】的定义域为,.
当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
则的极大值为.
故答案为:
5.(24-25高二上·江苏连云港·期末)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数的极大值与极小值.
【答案】(1)增区间为和,减区间为
(2)极大值为,极小值为
【分析】(1)根据题意,求得,结合和的解集,即可得到函数的单调区间;
(2)由(1)中,函数的单调性,列表,求得函数的极值.
【详解】(1)由函数,可得,
令,可得或;令,可得,
则函数的增区间为和,减区间为.
(2)解:由(1)可得
+
0
0
↑
极大值
↓
极小值
↑
所以函数的极大值为,极小值为.
【考点2:根据极值或极值点求参】
1.(24-25高二下·福建泉州·月考)若函数的极大值是6,则 .
【答案】6
【分析】利用极大值的性质并结合导数得到在处取得极大值6,进而求解参数值即可.
【详解】设,则,
令,,令,,
则在上单调递增,在上单调递减,
可得函数在处取得极大值6,即,解得.
故答案为:6
2.(25-26高二上·上海·期末)已知函数在处取得极值0,则 .
【答案】24
【分析】根据极值点和极值可得关于参数的方程组,求出其解后再检验可得参数的值,从而可求.
【详解】函数,则,
又在处取得极值0,
则,解得或,
当时,,
函数在上单调递增,无极值,不符合题意;
当时,,
当或时,,当时,,
所以在,上单调递增,在上单调递减,
故在处取得极小值,符合题意,
所以,,则.
故答案为:.
3.(25-26高三上·安徽阜阳·月考)已知函数 有两个极值点 ,且 ,则 的取值范围是 .
【答案】
【分析】求导后根据分析,转化为有两个解,再转化为交点问题求解
【详解】因为,则,
有两个极值点 ,
有两个解,
与的图象有两个交点,
作出图象如图所示,
设过原点的切线斜率为,切点为,,
则,
对求导,,
则切线方程为,
又因为直线过原点,所以,
所以,,
所以.
故答案为:
4.(25-26高二上·上海·期中)若函数在上存在极小值,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】函数为分段函数,时函数为,时函数为. 需通过导数分析两段函数的单调性,结合极小值的定义确定的范围。
【详解】(1)当时,函数,其导数,故在上单调递增,在处取得最小值1.
(2)当时,函数,求导得.
①若,则,函数在上单调递增,此时整个函数在R上单调递增,无极小值;
②若,令,解得。由于,仅考虑.
当时,,函数单调递增;
当时,,函数单调递减,
故函数在时先增后减,而时函数单调递增,故整个函数在处取得极小值.
此时,实数的取值范围为
故答案为:
5.(25-26高三上·重庆沙坪坝·月考)若函数 既存在极大值点,又存在极小值点,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意可得有2个正根,所以有2个正根,通过换元可得有两个正根,即有两个正根,令,求导可得的单调性,结合图象即可求得实数 的取值范围.
【详解】由题意得,因为存在极大值点,又存在极小值点,
所以有2个正根,即有2个正根.
当时,在上单调递增,
此时至多1个零点,不符合题意,故;
令,由,得,即,
即有两个正根,
令,则与有两个不同的交点,
求导得,
所以当时,,函数在上单调递增,
当时,,函数在上单调递减,
所以,
画出函数的图像如图所示:
由在上有两个正根,则,
所以,所以实数 的取值范围是.
故选:A
【考点3:函数(导函数)图象与极值或极值点的关系】
1.(2025·内蒙古赤峰·模拟预测)已知函数的导函数为,且的图象如图所示,则的极大值点为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据导函数图象和极值点关系即可得到答案.
【详解】由图知当时,,此时单调递增,
当时,,
当时,,此时单调递减,
则的极大值点为.
故选:C.
2.(25-26高二上·黑龙江大庆·期末)已知函数的导函数的图象如图所示,则下列结论中正确的是( )
A.在区间上单调递增 B.在区间上单调递减
C.在处取得极大值 D.在处取得极大值
【答案】D
【分析】由图易得在上单调递减,在区间上单调递增,在上单调递减,进而判断各选项即可.
【详解】由图可知,当时,,所以在上单调递减,故AC错误;
而在区间上单调递增,在上单调递减,故B错误,
所以在处取得极大值,故D正确.
故选:D
3.(25-26高三上·湖北黄冈·月考)已知是定义域为的函数的导函数,且函数的图象如图所示,则( )
A.的极大值点为1,无极小值点 B.的极小值点为1,无极大值点
C.的极大值点为0,极小值点为1 D.的极小值点为0,极大值点为1
【答案】D
【分析】根据图象得到的正负,进而求出的正负,得到极值点情况.
【详解】由图象可得,当时,,故,
当时,,故,
当时,,故,
所以在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减,
故的极大值点为1,极小值点为0
故选:D
4.(多选)(25-26高二上·黑龙江牡丹江·期末)已知函数的导函数的图象如图所示,则下列判断不正确的是( )
A.函数有四个极值点 B.为的极大值点
C.函数在上单调递增 D.函数在上单调递减
【答案】ABC
【分析】由极值点定义及导数符号与函数单调性关系逐项判断.
【详解】对于A:图象在处左正右负、在处左负右正、在处左正右负,
所以函数共有三个极值点,A错误;
对于B:由极值点定义可知是的极大值点,B错误;
对于C:由图象,在为负,在为正,
所以在单调递减,在单调递增,C错误;
对于D:由图象,在为负,所以在单调递减,D正确;
故选:ABC.
5.(多选)(25-26高三上·河北邢台·月考)已知是定义域为的函数的导函数,且函数的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.可能有三个极值点 B.若,则在上单调递减
C.若,则的极大值点为 D.若,则
【答案】ABC
【分析】根据导数的图象研究函数的单调性,结合极值点的概念和单调区间,逐项判定,即可求解.
【详解】由图可得,0,2是的零点,当时,有3个变号零点,
所以可能有三个极值点,A正确.
若,,由图可得当时,,单调递减,B正确.
若,,由图可得当时,,
当时,,所以的极大值点为,C正确.
若,则,由图可得,
得或,所以或,D错误.
故选:ABC
【考点4:由导数求函数的最值(不含参)】
1.(24-25高二下·广东佛山·月考)函数,的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先对函数求导,求出函数的单调区间,进而可求出函数的最大值
【详解】由,可得,
当时,,当时,,
所以函数在为严格单调递减函数,在上为严格单调递增函数,
因为,,又,
所以在的最大值为.
故选:B.
2.(24-25高三下·河南·月考)函数的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,分段去绝对值符号,借助导数探讨单调性求出最小值即可.
【详解】当时,,单调递增,则,
当时,,求导得,单调递减,
因此,
所以的最小值为.
故选:B
3.(24-25高二下·甘肃嘉峪关·期中)已知函数,当时,取得极值.
(1)求的解析式;
(2)求在区间上的最值.
【答案】(1)
(2)最大值为1,最小值为.
【分析】(1)利用极值定义得,可解出解析式;
(2)利用导函数判断出函数在区间上的单调性,列表分析可得结论.
【详解】(1)依题意可得,又当时,取得极值,
所以,即,解得,经验证符合题意,
所以.
(2)可知,.
令,则得或
0
2
+
0
-
0
+
极大值1
极小值
,,所以在区间上的最大值为1,最小值为.
4.(25-26高二上·上海·期末)设.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求函数在区间上的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据导数的几何意义求切线方程即可;
(2)利用导数确定函数的单调性,根据单调性得到最值即可.
【详解】(1)函数定义域为,,
,
曲线在处的切线方程为:,
即;
(2),
令,解得或,
所以当时,,函数在上单调递增,
当时,,函数在上单调递减,
当时,,函数在上单调递增,
,
,
,
所以,函数在区间上的最大值为.
5.(25-26高三上·内蒙古呼和浩特·期末)已知奇函数和偶函数满足.
(1)求证:;
(2)求的最小值.
【答案】(1)证明见详解
(2)1
【分析】(1)在中,用代替,结合函数的奇偶性解方程求得的解析式,对求导结合基本不等式证明;
(2)由(1)可得的解析式,求导判断单调性,进而求出最小值.
【详解】(1)在中,用代替,可得,
又是奇函数,是偶函数,则,,
所以,又,
两式相减得,两式相加得,
所以,
,,当且仅当,即时,取等号;
所以,
所以成立.
(2)由(1),,则,
令,则,
由(1)知,则对,有,
所以即在上单调递增,又,
所以当时,,单调递减,当时,,单调递增,
所以的最小值为.
【考点5:由导数求函数的最值(含参)】
1.(24-25高二上·浙江宁波·期末)已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)当时,求函数的最大值.
【答案】(1)在上为增函数;在上为减函数;
(2)
【分析】(1)直接利用函数的导数确定函数的单调区间.
(2)求导根据函数的单调性即可求解最值.
【详解】(1)的定义域为,
当时,,,
当,解得:,
当,解得:.
在上为增函数;在上为减函数;
(2)的定义域为,
,
当时,令,得,令时,得,
的递增区间为,递减区间为.
.
2.(2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求在处的切线方程;
(2)讨论的单调性,并求最值.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)通过求导得到切线斜率,利用点斜式即可求得切线方程;
(2)将函数求导后,根据参数分类讨论函数的单调性,即可判断求解函数的最值.
【详解】(1)当时,,求导得:,
则,,
则在处的切线方程:,即;
(2)由求导得:,
①当时,在上恒成立,故在上单调递增,无最值;
②当时,由,解得,
当时,,则在上单调递减;
当时,,在单调递增,
所以在有最小值,为,无最大值.
3.(24-25高二下·河北·开学考试)已知函数.
(1)讨论的极值;
(2)求在上的最小值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)求导后,分别在和的情况下,根据的正负可得单调性,由极值定义可求得结果;
(2)分别在、和的情况下,根据的正负可得单调性,由此可得最值点,代入可求得最值.
【详解】(1)由题意知:的定义域为,;
当时,,恒成立,在上单调递增,
无极值;
当时,若,;若,;
在上单调递减,在上单调递增;
的极小值为,无极大值;
综上所述:当时,无极值;当时,的极小值为,无极大值.
(2)当时,在上恒成立,在上单调递增,
;
当时,若,;若,;
在上单调递减,在上单调递增,
;
当时,在上单调递减,;
综上所述:在上的最小值.
4.(25-26高三上·江苏淮安·月考)已知函数.
(1)若,求在上的最值;
(2)若,求在上的最小值.
【答案】(1),.
(2)答案见解析
【分析】(1)通过导数,可判断在上的单调性,即可得最值;
(2)注意到,然后结合,讨论,,三种情况下单调性可得最小值.
【详解】(1)时,,.
因,则,.
从而在上单调递减,在上单调递增.
则,
;
(2).
若,时,在上单调递增,
则此时;
若,时,令.
则,,
则)在上单调递减,在上单调递增,
此时;
若,时,)在上单调递减,
则此时.
综上,时,;
时,;
时,.
5.(25-26高三上·海南海口·月考)已知函数
(1)当时,求的单调区间与极值;
(2)当时,求的最小值.
【答案】(1)单调递增区间为,单调递减区间为,,无极大值;
(2)答案见解析.
【分析】(1)研究导函数正负情况即可求解;
(2)利用导数工具分当、、、四种情况研究函数的单调性即可求解.
【详解】(1)当时,,定义域为,,
令,即,解得,可得,,的变化如下表所示,
0
-
0
+
↘
极小值
↗
所以的单调递增区间为,单调递减区间为,
所以,无极大值
(2)为增函数,
①当时,在上,函数单调递增,
此时;
②当时,令解得
若,即,在上,函数单调递增,
此时;
若,即,在上,,的变化如下表所示,
-
0
+
↘
极小值
↗
此时;
若,即,在上,函数单调递减,
此时;
综上所述,当时取得最小值,
当时,取得最小值,
当时取得最小值.
【考点6:已知函数最值求参数】
1.(24-25高二下·广东河源·月考)若曲线在处有最值,则实数的值为
【答案】1
【分析】先求出导函数,再根据函数单调性得出最值即可求参.
【详解】曲线,定义域为,所以,
当时,所以单调递减,无最大值不合题意;
当时,单调递减,单调递增,所以时函数取最大值,
因为函数在处有最值,所以
故答案为:
2.(2025·上海·模拟预测)已知函数在区间上存在最大值,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】由于函数在区间上不单调,等价于函数在区间上存在极值点,对函数求导,对分类讨论,求出极值点,根据极值点在区间内,可得关于的不等式,即可求出结果.
【详解】,
当时,在上严格单调递增,不符合题意;
当时,令;.
所以在上严格单调递增,在上严格单调递减,
所以在处取得极大值.
因为函数在区间上存在最大值,
所以.
故答案为:.
3.(24-25高二下·云南昆明·期中)已知函数在内有最小值,则实数的取值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出函数的导函数,即可得到函数的单调区间,求出函数的极小值点,进而求出的范围即可.
【详解】函数定义域为,求导得,
当时,,当时,,
函数在上单调递减,在上单调递增,函数在处取得极小值,即最小值,
又函数在内有最小值,则,解得,
所以实数的取值可以是.
故选:D
4.(2025·广东茂名·一模)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)若函数的最大值为0,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出函数的导函数,利用导数的几何意义求出切线方程;
(2)求出函数的导函数,分、两种情况讨论,说明函数的单调性,从而求出函数的最大值,从而求出参数的值.
【详解】(1)当时,则,,
所以,所以切线方程为,即;
(2)函数的定义域为,且,
当时,恒成立,所以函数在上单调递增,则无最大值,故舍去;
当时,令,解得,,
所以当时,,即在上单调递增,
当时,,即在上单调递减,
所以在处取得极大值,即最大值,即,
所以,
即,即,所以.
5.(24-25高二下·安徽滁州·期末)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若函数的最小值为2,求实数的值.
【答案】(1)答案见解析
(2)或
【分析】(1)由题意得,分别讨论,,的情况,即可求解;
(2)由(1)可得当时函数有最小值,从而可求解.
【详解】(1)由题意得的定义为,且,
当时,恒成立,此时在上单调递减;
当时,令,则或,
当时,则,当时,,此时在上单调递减;
当时,当时,,当时,,
此时在上单调递增,在上单调递减;
综上所述:当时,在上单调递减;
当时,在上单调递增,在上单调递减;
(2)由(1)可得当时,为减函数则无最小值,所以,
当时,即时,取得极小值也是最小值,
所以,解得或,
故函数的最小值为,实数的值为或.
【考点7:函数单调性、极值与最值的综合应用】
1.(24-25高二下·内蒙古通辽·期中)已知函数在处有极值4.
(1)求a,b的值;
(2)求函数在区间上的最值.
【答案】(1),
(2)最小值是,最大值是.
【分析】(1)根据极值的定义得到关于,的方程组,即可求出,.
(2)判断函数在上的单调性,结合函数的极值和端点函数值求解.
【详解】(1),
∵函数在处取得极值4,
∴,,解得,,
∴,经验证在处取得极大值4,
故,.
(2)由(1)可知,,,
令,解得,令,解得或,
因此在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减,
所以函数在在时取得极小值,极小值为;
在时取得极大值,极大值为,且,,
经比较,函数在区间上的最小值是,最大值是.
2.(24-25高二下·福建泉州·月考)已知函数在处取得极值,其中.
(1)求的值;
(2)当时,求的最大值和最小值.
【答案】(1)
(2)最大值为4,最小值为
【分析】(1)通过对原函数求导,利用题设条件,列出方程组,求得的值,回代解析式验证即得;
(2)根据(1)求得的函数解析式,求导讨论函数单调性,推得时,函数有极小值,也是最小值,无极大值,结合区间端点值比较求得函数最大值.
【详解】(1)由求导得,
依题意可知,即,解得,
此时,,由求得或,
当时,,函数递增,当时,函数递减,
故时,函数取得极大值,故.
(2)由(1)得,
令解得或,因,
故当时,函数递减,当时,函数递增,
当 时, 取得极小值, 无极大值, 所以 ,
所以在区间上,的最大值为或,而.
所以在区间上的最大值为4,最小值为.
3.(2025·陕西西安·模拟预测)已知奇函数在处取得极大值2.
(1)求的解析式;
(2)求在上的最值.
【答案】(1)
(2)最大值为52,最小值为
【分析】(1)利用函数奇偶性可得,再由在上取得极大值2可求得,可得解析式;
(2)由(1)中解析式求导可得其在上的单调性,得出极值并比较端点处的函数值即可求出其最值.
【详解】(1)易知函数的定义域为,
因为是奇函数,所以,则.
由,得.
因为在上取得极大值2,
所以解得
经经检验当时,在处取得极大值2,
故.
(2)由(1)可知,,
当时,单调递增;
当和时,单调递减;
即函数在处取得极小值,在处取得极大值;
又因为,
所以在上的最大值为52,最小值为.
4.(24-25高二下·云南昭通·期中)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)当时,求函数的极值.
【答案】(1)答案见解析
(2),.
【分析】(1)求导,分类讨论和,即可根据导函数的单调性即可求解,
(2)求导,即可根据函数的单调性求解极值点.
【详解】(1),
若,由,得;由,得,
的递减区间为,递增区间为.
若,由,得;由,得,
的递减区间为,递增区间为.
(2)当时,,
.
由,得或.
当变化时,与的变化情况如下表:
2
-
0
+
0
-
递减
极小值
递增
极大值
递减
,
.
5.(25-26高三上·云南昆明·月考)已知函数,曲线在点处的切线与x轴平行.
(1)求的值;
(2)求在区间上的最小值.
【答案】(1)2;
(2)1.
【分析】(1)求得,再利用导数的几何意义求解即可;(2)利用导数讨论函数的单调性,再求出其最小值解决即可.
【详解】(1)由题知,,
所以,
因为曲线在点处的切线与x轴平行,
所以,解得,
此时,
所以切线为与x轴平行,
所以的值为2.
(2)由(1)得,
所以,,
令,
所以,
当时,,
当时,,
所以函数,即在上单调递增,在上单调递减,
所以由,即当时,,
而,
所以使,
当时,,
当时,,
所以当时,,在上单调递增,在上单调递减,
所以,
令,
当时,求导得,
所以在上单调递增,
所以,即,故,
所以得,
因为,
所以.
所以在区间上的最小值为1.
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专题5.4 利用导数研究函数的极值与最值
【知识梳理】 1
【考点1:求已知函数的极值或极值点】 2
【考点2:根据极值或极值点求参】 3
【考点3:函数(导函数)图象与极值或极值点的关系】 4
【考点4:由导数求函数的最值(不含参)】 5
【考点5:由导数求函数的最值(含参)】 7
【考点6:已知函数最值求参数】 10
【考点7:函数单调性、极值与最值的综合应用】 11
【知识梳理】
1.函数的极值
极值的相关概念
(1)极小值点与极小值:
如图,函数y=f(x)在点x=a处的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点的函数值都小,f'(a)=0,而且在点
x=a附近的左侧f'(x)<0,右侧f'(x)>0,则把点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.
(2)极大值点与极大值:
如图,函数y=f(x)在点x=b处的函数值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,则把点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.
(3)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.
2.运用导数求函数f(x)极值的一般步骤:
[方法技巧]
已知函数极值点或极值求参数的两个要领
(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:因为某点处的导数值等于0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.
3.函数的最大值与最小值
(1)一般地,如果在区间[a,b]上函数y=f(x)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,并且函数的最值必在极值点或区间端点处取得.当f(x)的图象连续不断且在[a,b]上单调时,其最大值和最小值分别在两个端点处取得.
(2)函数的极值与最值的区别
①极值是对某一点附近(即局部) 而言的,最值是对函数的整个定义区间而言的.
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)值最多有一个.
③函数f(x)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.利用导数求函数最值的解题策略:
(1)利用导数求函数f(x)在[a,b]上的最值的一般步骤:
(2)求函数在无穷区间(或开区间)上的最值的一般步骤:
求函数在无穷区间(或开区间)上的最值,不仅要研究其极值情况,还要研究其单调性,并通过单调性和
极值情况,画出函数的大致图象,然后借助图象观察得到函数的最值.
[方法技巧]
利用导数求函数在某区间上最值的规律
(1)若函数在区间[a,b]上单调递增或递减,f(a)与f(b)一个为最大值,一个为最小值.
(2)若函数在闭区间[a,b]上有极值,要先求出[a,b]上的极值,与f(a),f(b)比较,最大的是最大值,最小的是最小值,可列表完成.
(3)函数f(x)在区间(a,b)上有唯一一个极值点,这个极值点就是最大(或小)值点,此结论在导数的实际应用中经常用到.
【考点1:求已知函数的极值或极值点】
1.(25-26高二上·江苏连云港·月考)函数的极小值为( )
A. B. C.15 D.17
2.(25-26高三上·海南海口·月考)已知函数,则( )
A.有极小值,且极小值点为1
B.有极大值,且极大值点为1
C.有极小值,且极小值点为
D.有极大值,且极大值点为
3.(25-26高三上·湖南湘西·月考)已知函数的定义域为,若,则的极大值点为( )
A. B.0 C.1 D.2
4.(25-26高三上·辽宁抚顺·月考)函数的极大值为 .
5.(24-25高二上·江苏连云港·期末)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数的极大值与极小值.
【考点2:根据极值或极值点求参】
1.(24-25高二下·福建泉州·月考)若函数的极大值是6,则 .
2.(25-26高二上·上海·期末)已知函数在处取得极值0,则 .
3.(25-26高三上·安徽阜阳·月考)已知函数 有两个极值点 ,且 ,则 的取值范围是 .
4.(25-26高二上·上海·期中)若函数在上存在极小值,则实数的取值范围为 .
5.(25-26高三上·重庆沙坪坝·月考)若函数 既存在极大值点,又存在极小值点,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【考点3:函数(导函数)图象与极值或极值点的关系】
1.(2025·内蒙古赤峰·模拟预测)已知函数的导函数为,且的图象如图所示,则的极大值点为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·黑龙江大庆·期末)已知函数的导函数的图象如图所示,则下列结论中正确的是( )
A.在区间上单调递增 B.在区间上单调递减
C.在处取得极大值 D.在处取得极大值
3.(25-26高三上·湖北黄冈·月考)已知是定义域为的函数的导函数,且函数的图象如图所示,则( )
A.的极大值点为1,无极小值点 B.的极小值点为1,无极大值点
C.的极大值点为0,极小值点为1 D.的极小值点为0,极大值点为1
4.(多选)(25-26高二上·黑龙江牡丹江·期末)已知函数的导函数的图象如图所示,则下列判断不正确的是( )
A.函数有四个极值点 B.为的极大值点
C.函数在上单调递增 D.函数在上单调递减
5.(多选)(25-26高三上·河北邢台·月考)已知是定义域为的函数的导函数,且函数的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.可能有三个极值点 B.若,则在上单调递减
C.若,则的极大值点为 D.若,则
【考点4:由导数求函数的最值(不含参)】
1.(24-25高二下·广东佛山·月考)函数,的最大值为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三下·河南·月考)函数的最小值为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·甘肃嘉峪关·期中)已知函数,当时,取得极值.
(1)求的解析式;
(2)求在区间上的最值.
4.(25-26高二上·上海·期末)设.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求函数在区间上的最大值.
5.(25-26高三上·内蒙古呼和浩特·期末)已知奇函数和偶函数满足.
(1)求证:;
(2)求的最小值.
【考点5:由导数求函数的最值(含参)】
1.(24-25高二上·浙江宁波·期末)已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)当时,求函数的最大值.
2.(2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求在处的切线方程;
(2)讨论的单调性,并求最值.
3.(24-25高二下·河北·开学考试)已知函数.
(1)讨论的极值;
(2)求在上的最小值.
4.(25-26高三上·江苏淮安·月考)已知函数.
(1)若,求在上的最值;
(2)若,求在上的最小值.
5.(25-26高三上·海南海口·月考)已知函数
(1)当时,求的单调区间与极值;
(2)当时,求的最小值.
【考点6:已知函数最值求参数】
1.(24-25高二下·广东河源·月考)若曲线在处有最值,则实数的值为
2.(2025·上海·模拟预测)已知函数在区间上存在最大值,则实数的取值范围为 .
3.(24-25高二下·云南昆明·期中)已知函数在内有最小值,则实数的取值可以是( )
A. B. C. D.
4.(2025·广东茂名·一模)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)若函数的最大值为0,求实数的值.
5.(24-25高二下·安徽滁州·期末)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若函数的最小值为2,求实数的值.
【考点7:函数单调性、极值与最值的综合应用】
1.(24-25高二下·内蒙古通辽·期中)已知函数在处有极值4.
(1)求a,b的值;
(2)求函数在区间上的最值.
2.(24-25高二下·福建泉州·月考)已知函数在处取得极值,其中.
(1)求的值;
(2)当时,求的最大值和最小值.
3.(2025·陕西西安·模拟预测)已知奇函数在处取得极大值2.
(1)求的解析式;
(2)求在上的最值.
4.(24-25高二下·云南昭通·期中)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)当时,求函数的极值.
5.(25-26高三上·云南昆明·月考)已知函数,曲线在点处的切线与x轴平行.
(1)求的值;
(2)求在区间上的最小值.
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