5.3.2 第2课时 函数的最大(小)值-【金版新学案】2025-2026学年高中数学选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套课件PPT(人教A版)
2026-04-15
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教A版选择性必修 第二册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 5.3.2 函数的极值与最大(小)值 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 6.93 MB |
| 发布时间 | 2026-04-15 |
| 更新时间 | 2026-04-15 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高中同步课堂高效讲义 |
| 审核时间 | 2026-02-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56471642.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中数学课件聚焦函数的最大(小)值,涵盖概念理解、求法及应用。通过问题导思结合图象分析极值与最值的区别联系,衔接导数和函数极值知识,搭建从局部极值到整体最值的学习支架。
其亮点是以问题链驱动探究,通过分层典例(如不含参数函数最值、含参数分类讨论、不等式证明)培养数学抽象、数学运算和逻辑推理素养。规律方法总结清晰,评价分层,帮助学生提升解题能力,为教师提供系统教学资源。
内容正文:
5.3.2 函数的极值与最大(小)值
第2课时 函数的最大(小)值
第五章 单元学习七 导数在研究函数中的应用
学习目标
1.理解函数的最大值、最小值的概念,了解其与极值的区别与联系,体会导数与最大(小)值的关系,培养数学抽象的核心素养.
2.能利用导数求给定区间上不超过三次的多项式函数的最大值、最小值,提升数学运算的核心素养.
3.能利用导数研究与函数极值、最值等相关的问题,提升数学运算、逻辑推理的核心素养.
内容索引
任务一 函数在闭区间上的最大(小)值
1
任务二 求含参数的函数的最值
2
任务三 利用最值证明简单的不等式
3
课时分层评价
5
随堂评价
4
任务一 函数在闭区间上的最大(小)值
返回
(阅读教材P92-93,完成探究问题1、2、3)
如图为y=f(x),x∈[a,b]的图象.
问题1.观察[a,b]上函数y=f(x)的图象,你能找出它的极大值、极小
值吗?
提示:极大值为f(x1),f(x3),极小值为f(x2),f(x4).
问题导思
问题2.结合图象判断,函数y=f(x)在区间[a,b]上是否存在最大值,最小值?若存在,分别为多少?
提示:存在,f(x)min=f(a),f(x)max=f(x3).
问题3.函数y=f(x)在[a,b]上的最大(小)值一定是某极值吗?
提示:不一定,也可能是区间端点的函数值.
1. 函数的最大(小)值定理
一般地,如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条__________的曲线,那么它必有最大值和最小值.
2.求函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大值与最小值的步骤
(1)求函数y=f(x)在区间(a,b)内的______;
(2)将函数y=f(x)的________与______处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的一个是________,最小的一个是________.
新知构建
连续不断
极值
各极值
端点
最大值
最小值
对函数最值的说明
(1)函数的最大(小)值是一个整体性概念,最大(小)值必须是整个区间内所有函数值中最大(小)值. (2)闭区间上的连续函数一定有最值,开区间内的连续函数不一定有最值.若有唯一的极值,则此极值必是函数的最值. (3)函数y=f(x)在[a,b]上连续,是函数y=f(x)在[a,b]上有最大值或最小值的充分而非必要条件.
微提醒
角度1 最值与极值的区别与联系
如图是函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象,写出函数的极大值、极小值、最大值和最小值.
解:由题图可知,y=f(x)在x1,x3处取得极小值,在x2处取得极大值,
所以极小值为f(x1),f(x3),极大值为f(x2);
比较极值和端点值可知函数的最小值是f(x3),最大值在b处取得,最大值为f(b).
典例
1
角度2 求不含参数的函数的最值
(链教材P93例6)求下列函数在给定区间上的最大值与最小值:
(1)f(x)=3x3-9x+5,x∈[-2,2];
解:f'(x)=9x2-9=9(x+1)(x-1),
令f'(x)=0得x=-1,或x=1.
当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如表所示.
典例
2
x -2 (-2,-1) -1 (-1,1) 1 (1,2) 2
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) -1 单调递增 11 单调递减 -1 单调递增 11
从表中可以看出,当x=-2,或x=1时,函数f(x)取得最小值-1.
当x=-1,或x=2时,函数f(x)取得最大值11.
(2)f(x)=ln(1+x)-x2,x∈[0,2];
解:f'(x)=-x,
令-x=0,
化简为x2+x-2=0,解得x1=-2(舍去),x2=1.
当0<x<1时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
当1<x<2时,f'(x)<0,f(x)单调递减,
所以f(1)=ln 2-为函数f(x)的极大值.
又f(0)=0,f(2)=ln 3-1>0,f(1)>f(2),
所以f(0)=0为函数f(x)在[0,2]上的最小值,
f(1)=ln 2-为函数f(x)在[0,2]上的最大值.
(3)f(x)=sin 2x-x,x∈.
解:f'(x)=2cos 2x-1,令f'(x)=0,
得cos 2x=,
又因为x∈,所以2x∈[-π,π].
所以2x=±,所以x=±.
所以函数f(x)在上的两个极值分别为
f=-,f=-+.
又f=-,f=,
比较以上函数值可得f(x)max=,f(x)min=-.
1.最值与极值的区别与联系
(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,但最大(小)值只有一个(或者没有).
(3)函数f(x)的极值点为定义域中的内点,而最值点可以是区间的端点.
(4)对于在闭区间上图象连续不断的函数,函数的最大(小)值必在极大(小)值点或区间端点处取得.
规律方法
2.求函数f(x)在区间[a,b]上的最值的方法
法一:(1)求函数的定义域.
(2)求f'(x),解方程f'(x)=0.
(3)列出关于x,f'(x),f(x)的变化表.
(4)求极值、端点值,确定最值.
法二:(1)求函数的定义域.
(2)求f'(x),解方程f'(x)=0.
(3)求极值、端点值,确定最值.
[注意] 不要忽视将所求极值与区间端点的函数值比较.
规律方法
对点练1.设f(x)是区间[a,b]上的连续函数,且在(a,b)内可导,则下列结论中正确的是
A.f(x)的极值点一定是最值点
B.f(x)的最值点一定是极值点
C.f(x)在区间[a,b]上可能没有极值点
D.f(x)在区间[a,b]上可能没有最值点
根据函数的极值与最值的概念知,f(x)的极值点不一定是最值点,f(x)的最值点不一定是极值点,可能是区间的端点,连续可导函数在闭区间上一定有最值,所以选项A,B,D都不正确,若函数f(x)在区间[a,b]上单调,则函数f(x)在区间[a,b]上没有极值点,所以C正确. 故选C.
√
对点练2.求下列函数的最大值与最小值:
(1)f(x)=2x3-6x2+3,x∈[-1,1];
解:f'(x)=6x2-12x=6x(x-2).
令f'(x)=0,得x=0,或x=2(舍).
又f(0)=3,f(1)=-1,f(-1)=-5,
所以当x=0时,f(x)取最大值3,
当x=-1时,f(x)取最小值-5,
所以f(x)的最大值为3,最小值为-5.
(2)f(x)=2ln x-x2+1,x∈;
解:f'(x)=-2x==,
当≤x<1时,f'(x)>0,
当1<x≤e2时,f'(x)<0,
所以f(x)在上单调递增,在上单调递减,
所以函数f(x)在x=1处取得极大值即最大值,则f(x)max=f=0,
又f=2ln -+1=--1>-2,f=2ln e2-+1=-e4+5<-2,
所以f(x)min=f=-e4+5.
(3)f(x)=excos x,x∈[0,].
解:f'(x)=ex(cos x-sin x)=ex·cos(x+),
当x∈[0,)时,f'(x)>0,f(x)单调递增,当x∈(,]时,f'(x)<0,f(x)单调递减,
所以当x=时,f(x)取得最大值,为,
而f(0)=1,f()=0,故f(x)的最小值为0.
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任务二 求含参数的函数的最值
返回
已知函数g(x)=aln x+x2-(a+2)x(a∈R).
(1)若a=1,求g(x)在区间[1,e]上的最大值;
解:因为a=1,所以g(x)=ln x+x2-3x,
所以g'(x)=+2x-3=,
因为x∈[1,e],所以g'(x)≥0,
所以g(x)在[1,e]上单调递增,
所以g(x)max=g(e)=e2-3e+1.
典例
3
(2)求g(x)在区间[1,e]上的最小值h(a).
解:g(x)的定义域为(0,+∞),g'(x)=+2x-(a+2)==.
①当≤1,即a≤2时,g(x)在[1,e]上单调递增,h(a)=g(1)=-a-1;
②当1<<e,即2<a<2e时,g(x)在[1,)上单调递减,在(,e]上单调递增,
h(a)=g()=aln -a2-a;
③当≥e,即a≥2e时,g(x)在[1,e]上单调递减,h(a)=g(e)=(1-e)a+e2-2e.
综上,h(a)=
含参数的函数在闭区间上最值问题的两类情况
1.能根据条件确定出参数,从而化为不含参数函数的最值问题.
2.对于不能求出参数值的问题,则要对参数进行讨论,其实质是讨论导函数大于0,等于0,小于0三种情况.若导函数恒不等于0,则函数在已知区间上是单调函数,最值在端点处取得;若导函数可能等于0,则求出极值点后求极值,再与端点值比较后确定最值.
规律方法
对点练3.已知函数f(x)=ex(x-a-1).
(1)讨论f(x)的单调性;
解:f'(x)=ex(x-a),
因为ex>0恒成立,所以当x∈(-∞,a)时,f'(x)<0,f(x)单调递减,当x∈(a,+∞)时,f'(x)>0,f(x)单调递增.
(2)求函数f(x)在[0,1]上的最小值.
解:由(1)得,
当a≥1时,f(x)在[0,1]上单调递减,
f(x)min=f(1)=-ae;
当0<a<1时,f(x)在[0,a)上单调递减,
在(a,1]上单调递增,f(x)min=f(a)=-ea;
当a≤0时,f(x)在[0,1]上单调递增,
f(x)min=f(0)=-a-1.
综上所述,f(x)min=
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任务三 利用最值证明简单的不等式
返回
当x>0时,证明:不等式ln(x+1)>x-x2.
证明:设f(x)=ln(x+1)-x+x2,则f'(x)=-1+x=.
当x∈(-1,+∞)时,f'(x)≥0,
所以f(x)在(-1,+∞)上是增函数.
于是当x>0时,f(x)>f(0)=0,
所以当x>0时,不等式ln(x+1)>x-x2成立.
典例
4
证明不等式f(x)>g(x),x∈(a,b)的步骤
第一步:将要证明的不等式f(x)>g(x)移项可以转化为证明f(x)-g(x)>0;
第二步:构造函数F(x)=f(x)-g(x),研究F(x)的单调性;
第三步:若[f(x)-g(x)]'>0,说明函数F(x)=f(x)-g(x)在(a,b)上是增函数,只需保证F(a)≥0;若[f(x)-g(x)]'<0,说明函数F(x)=f(x)-g(x)在(a,b)上是减函数,只需保证F(b)≥0.
规律方法
对点练4.证明:x>0时,1-≤ln x≤x-1.
证明:设f(x)=ln x-(1-)=ln x+-1,x>0,可得f'(x)=-=.
当x>1时,f'(x)>0,函数f(x)单调递增;
当0<x<1时,f'(x)<0,函数f(x)单调递减.
可得x=1时,f(x)取得极小值,且为最小值.
即f(x)min=f(1)=0.
所以f(x)≥0,即ln x≥1-,即1-≤ln x.
再设g(x)=ln x-(x-1),x>0,
可得g'(x)=-1=.
当x>1时,g'(x)<0,函数g(x)单调递减;
当0<x<1时,g'(x)>0,函数g(x)单调递增.
可得x=1时,g(x)取得极大值,且为最大值.
即g(x)max=g(1)=0.
所以g(x)≤0,即ln x≤x-1.
综上,当x>0时,1-≤ln x≤x-1成立.
教材拓展5 与ex,ln x有关的重要函数不等式链(链教材P94练习T2,P99T12)
上述重要函数不等式链是高考的常考内容,其中不等式ex≥x+1(x∈R),ln x≤x-1(x>0)是最基础的两个不等式,许多不等式都是由这两个不等式衍生出来的,其图象可以表示为:
证明:ex-1≥x.
(说明:事实上本例是由不等式ex≥x+1(x∈R)衍生而来,即把x换为x-1后就可得到ex-1≥x)
证明:设f(x)=ex-1-x,则f'(x)=ex-1-1,
令f'(x)=0,得x=1,
当x∈(-∞,1)时,f'(x)<0,当x∈(1,+∞)时,f'(x)>0,
所以f(x)min=f(1)=e1-1-1=0,
所以f(x)≥0恒成立,即ex-1≥x.
典例
5
证明:x2≥2ln x+1.
(说明:事实上本例是由不等式ln x≤x-1(x>0)衍生而来,即把x换为x2后就可得到x2≥2ln x+1)
证明:设f(x)=x2-2ln x-1,
则f'(x)=2x-=(x>0).
当x=1时,f'(x)=0;当0<x<1时,f'(x)<0;
当x>1时,f'(x)>0,
所以函数f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,所以f(x)min=f(1)=0,
即f(x)≥0,所以x2≥2ln x+1.
典例
6
证明:ex-ln x>2.
(说明:事实上本例是由不等式ex≥x+1(x∈R),ln x≤x-1(x>0)衍生而来,即对ex≥x+1,-ln x≥1-x相加后就可得到ex-ln x>2)
证明:法一:不等式ex-ln x>2可化为ex-ln x>(x+1)-(x-1),
即ex-(x+1)>ln x-(x-1),即证明ex-(x+1)≥0,ln x-(x-1)≤0,
从而命题得证.
(注意ex-(x+1)=0的条件为x=0,而ln x-(x-1)=0的条件为x=1,所以有ex-(x+1)>ln x-(x-1)成立,即ex-ln x>2成立.)
典例
7
法二:令h(x)=ex-ln x-2,则h'(x)=ex-,则h'(x)在(0,+∞)上单调递增,
又h'<0,h'(1)>0,所以h'(x)在(0,+∞)内有唯一零点,设该零点为x0,h'(x0)=-=0,
所以=,x0=-ln x0,当0<x<x0时,h'(x)<0,当x>x0时,h'(x)>0,
所以h(x)≥h(x0)=-ln x0-2=+x0-2
≥2-2=0,又x0≠1,
故h(x)>0,得ex-ln x>2.
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课堂小结
任务再现 1.函数在闭区间上的最大(小)值. 2.求含参数的函数的最值.
3.利用最值证明不等式
方法提炼 转化化归思想、分类讨论思想、构造法
易错警示 忽视函数的最值与极值的区别与联系
随堂评价
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1.下列结论正确的是
A.若f(x)在[a,b]上有极大值,则极大值一定是[a,b]上的最大值
B.若f(x)在[a,b]上有极小值,则极小值一定是[a,b]上的最小值
C.若f(x)在[a,b]上有极大值,则极小值一定是在x=a和x=b处取得
D.若f(x)在[a,b]上连续,则f(x)在[a,b]上存在最大值和最小值
√
函数f(x)在[a,b]上的极值不一定是最值,最值也不一定是极值,极值一定不会在端点处取得,而在[a,b]上一定存在最大值和最小值. 故选D.
2.函数y=x-sin x,x∈的最大值是
A.π-1 B.-1
C.π D.π+1
√
y'=1-cos x,当x∈时,y'>0,则函数在区间上单调递增,所以y的最大值为ymax=π-sin π=π. 故选C.
3.(多选)函数y=f(x)的导函数y=f'(x)的图象如图所示,以下命题正确的是
A.x=-3是函数y=f(x)的极小值点
B.x=-1是函数y=f(x)的最小值点
C.y=f(x)在区间(-3,1)上单调递增
D.y=f(x)在x=0处切线的斜率大于零
√
√
√
根据导函数图象可知当x∈(-∞,-3)时,f'(x)<0,当x∈(-3,1)时,f'(x)≥0,所以函数y=f(x)在(-∞,-3)上单调递减,在(-3,1)上单调递增,故C正确;易知x=-3是函数y=f(x)的极小值点,故A正确;因为函数y=f(x)在(-3,1)上单调递增,所以x=-1不是函数y=f(x)的最小值点,故B不正确;因为函数y=f(x)在x=0处的导数大于0,所以切线的斜率大于零,故D正确. 故选ACD.
4.已知函数f=x3-x2-4x+5.
(1)求函数f的单调区间;
解:f的定义域为R,f'=2x2-2x-4=2.
令f'=0,解得x1=-1,x2=2.
当x<-1时,f'(x)>0,当-1<x<2时,f'<0,当x>2时,f'>0,
所以函数f在(-∞,-1)和(2,+∞)上单调递增,在上单调
递减.
(2)求函数f在区间上的最大值和最小值.
解:由(1)知,当x在区间上变化时,f',f的变化情况如表所示.
所以函数f上的最小值为-10,最大值为.
x -3 -1 (-1,2) 2 3
f' + 0 - 0 +
f -10 单调
递增 单调
递减 - 单调
递增 2
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课时分层评价
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1.(2025·黑龙江哈尔滨高二期中)下列命题中,真命题是
A.函数的最大值一定不是该函数的极大值
B.函数的极大值可以小于该函数的极小值
C.函数在某一闭区间上的极小值就是函数的最小值
D.函数在开区间内不存在最大值和最小值
√
函数的最大值有可能是函数的极大值,故A错误;函数的极大值可以小于该函数的极小值,故B正确;函数在某一闭区间上的极小值不一定是该函数的最小值,故C错误;函数在开区间内有可能存在最大值和最小值,故D错误. 故选B.
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2.函数f=x3-3x
A.有最大(小)值,但无极值
B.有最大(小)值,也有极值
C.既无最大(小)值,也无极值
D.无最大(小)值,但有极值
√
f'=3x2-3=3,当x∈时,f'<0,所以f上单调递减,因此函数f无最大值和最小值,也无极值. 故选C.
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3.(2025·北京海淀区高二联考)函数f(x)=x2-27ln x在区间[1,2]上的最大值是
A.0 B.
C.1 D.
√
f'(x)=3x-=,定义域为(0,+∞),令f'(x)>0,解得x>3,令f'(x)<0,解得0<x<3,所以f(x)在(3,+∞)上单调递增,在(0,3)上单调递减,所以f(x)在区间[1,2]上的最大值为f(1)=. 故选D.
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4.(2025·安徽合肥高二模考)已知函数f(x),g(x)均为[a,b]上的可导函数,在[a,b]上连续且f'(x)<g'(x),则f(x)-g(x)的最大值为
A.f(a)-g(a) B.f(b)-g(b)
C.f(a)-g(b) D.f(b)-g(a)
√
令F(x)=f(x)-g(x),因为f'(x)<g'(x),所以F'(x)=f'(x)-g'(x)<0,所以F(x)在[a,b]上单调递减,所以F(x)max=F(a)=f(a)-g(a). 故选A.
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5.(多选)函数y=2x3-3x2-12x+5在上的最值情况为
A.最大值为12 B.最大值为5
C.最小值为-8 D.最小值为-15
√
由题意得y'=6x2-6x-12,令y'=6x2-6x-12=0,得x=-1,或x=2,当-2<x<-1时,y'>0,当-1<x<1时,y'<0,故x=-1是函数的极大值点,则函数的极大值即为上的最大值,为2×(-1)3-3+12+5=12,故A正确,B错误;而当x=-2时,y=1,当x=1时,y=-8,故函数在上的最小值为-8,故C正确,D错误. 故选AC.
√
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2
6.(多选)已知函数y=f的导函数y=f'的图象如图所示,则下列结论正确的是
A.x=c时,f取得极大值
B.x=d时,f取得最小值
C.f<f<f
D.f<f<f
√
结合导函数的图象可知,f上单调递增,则f<f<f,故C正确;在上单调递减,则f<f<f,故D正确;由于f<f,显然f不是最小值,故B错误;又f上单调递增,在上单调递减,则x=c时,f取得极大值,故A正确. 故选ACD.
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7.函数y=xex在x∈上的最小值为________.
因为y=xex,所以y'=ex+xex=(1+x)ex,当x∈时, y'=(1+x)ex>0,所以函数y=xex在区间上单调递增,所以当x=2时,函数y=xex取得最小值,ymin=2e2,所以函数y=xex在x∈上的最小值为2e2.
2e2
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2
8.已知f(x)=2x3-6x2+m(m为常数)在[-2,2]上有最大值为3,那么此函数在[-2,2]上的最小值为______.
因为f(x)=2x3-6x2+m,所以f'(x)=6x2-12x=6x(x-2),可以得到函数在[-2,0]上单调递增,在[0,2]上单调递减,所以当x=0时,f(0)=m为最大值,所以m=3,即f(x)=2x3-6x2+3,所以f(-2)=2×(-8)-6×4+3=-37,f(2)=-5,所以最小值是-37.
-37
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9.(双空题)函数f(x)=(x∈[-2,2])的最大值是_____,最小值是_____.
f'(x)===,令f'(x)=0,得x1=-1,x2=1. 因为当x∈(-2,-1),(1,2)时,f'(x)<0,当x∈(-1,1)时,f'(x)>0,所以当x=-1时,f(x)取得极小值,当x=1时,f(x)取得极大值,因为f(-2)=-,f(-1)=-2,f(1)=2,f(2)=,所以f(x)max=2,f(x)min=-2.
2
-2
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2
10.(13分)求下列函数的最大值与最小值:
(1)f(x)=sin x+cos x,x∈;
解:f'(x)=cos x-sin x.
令f'(x)=0,即tan x=1,
且x∈,所以x=.
又因为f=,f=-1,f=1,
所以当x∈时,函数的最大值为f=,最小值为f =-1.
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(2)f(x)=x2-ln x.
解:函数f(x)的定义域为(0,+∞),
f'(x)=x-=,
当f'(x)=0时,x=1(-1舍去),
当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如表所示.
x (0,1) 1 (1,+∞)
f'(x) - 0 +
f(x) 单调递减 单调递增
所以f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
所以f(x)无最大值,且当x=1时,f(x)min=f(1)=.
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11.(2025·四川雅安高二模拟)已知函数f(x)=x3-3x-1,若对于区间[-3,2]上的任意x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|≤t,则实数t的最小值是
A.0 B.3
C.18 D.20
√
因为f'(x)=3x2-3=3(x-1)(x+1),x∈[-3,2],所以f(x)在(-1,1)上单调递减,在(1,2)和(-3,-1)上单调递增.f(-3)=-19,f(-1)=1,f(1)=-3,f(2)=1,所以在区间[-3,2]上,f(x)max=1,f(x)min=-19,又由题设知在[-3,2]上|f(x1)-f(x2)|≤f(x)max-f(x)min=20,所以t≥20. 故选D.
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12.已知函数f(x)=x3+3x2-9x+1,若f(x)在区间(k,2)上的最大值为28,则实数k的取值范围为__________.
因为f(x)=x3+3x2-9x+1,所以f'(x)=3x2+6x-9,令f'(x)=3x2+6x-9=0,解得x1=-3,x2=1,所以x∈(-∞,-3)和(1,+∞)时,f'(x)>0,x∈(-3,1)时,f'(x)<0,所以函数f(x)在(-∞,-3)和(1,+∞)上单调递增,函数f(x)在(-3,1)上单调递减,则f(x)在内单调递增,所以在内,f(2)最大;f(x)在(-3,1)上单调递减,所以在内,f(-3)最大;f(x)在(-∞,-3)上单调递增,所以在(-∞,-3]内,f(-3)最大;因为f(2)=3,f(-3)=28,且f(x)在区间(k,2)上的最大值为28,所以k<-3.
(-∞,-3)
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13.(2025·湖北荆州模拟)在同一平面直角坐标系内,函数y=f(x)及其导函数y=f'(x)的图象如图所示,已知两图象有且仅有一个公共点(0,1),则g(x)=的最大值为_____.
1
由题意可知,虚线部分为y=f'(x)的图象,实线部分为y=f(x)的图象,g'(x)==,由题中图象可知当x∈(-∞,0)时,g'(x)=>0,故g(x)=单调递增,当x∈(0,+∞)时,g'(x)=<0,故g(x)=单调递减,所以函数g(x)=在x=0处取得极大值,也为最大值,即=1.
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14.(15分)已知函数f(x)=(2-x)ex.
(1)求函数f(x)在区间[-1,2]上的最值;
解:因为f(x)=(2-x)ex,
所以f'(x)=-ex+(2-x)ex=(1-x)ex,
当-1≤x<1时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
当1<x≤2时,f'(x)<0,f(x)单调递减,
而f(-1)=,f(1)=e,f(2)=0,
所以函数f(x)在区间[-1,2]上的最大值为e,最小值为0.
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(2)当x>0时,证明:f(x)<x2-x+2e.
解:证明:记g(x)=f(x)-x2+x-2e=(2-x)ex-x2+x-2e,x>0,
则g'(x)=(1-x)(ex+1),
当0<x<1时,g'(x)>0,g(x)单调递增;
当x>1时,g'(x)<0,g(x)单调递减.
则g(x)的最大值为g(1)=-e,而-e<0,
故g(x)<0,即当x>0时,f(x)<x2-x+2e.
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15.(5分)(原创题)当x>-1时,下列结论正确的是
A.1-≤x≤ln(x+1) B.1-≤ln(x+1)≤x
C.x≤ln(x+1)≤1- D.ln(x+1)≤1-≤x
√
设f(x)=ln(x+1)-x,x>-1,则f'(x)=-1=-. 当-1<x<0时,f'(x)>0,即f(x)在(-1,0)上单调递增;当x>0时,f'(x)<0,即f(x)在(0,+∞)上单调递减. 于是函数f(x)在(-1,+∞)上的最大值为f(x)max=f(0)=0,因此,当x>-1时,f(x)≤f(0)=0,即ln(x+1)-x≤0,即ln(x+1)≤x.
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设g(x)=ln(x+1)+-1,x>-1,
则g'(x)=-=.
当x∈(-1,0)时,g'(x)<0;
当x∈(0,+∞)时,g'(x)>0.
即g(x)在(-1,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,故函数g(x)在(-1,+∞)上的最小值为g(x)min=g(0)=0,所以当x>-1时,g(x)≥g(0)=0,即ln(x+1)+-1≥0,
所以ln(x+1)≥1-. 综上可知,当x>-1时,恒有1-≤ln(x+1)≤x. 故选B.
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16.(17分)已知函数f(x)=xln x+x.
(1)当a=0时,关于x的方程f(x)=m在区间内有两个不相等的实数根,求实数m的取值范围;
解:当a=0时,f(x)=xln x-x,x∈,
则f'(x)=ln x+1-1=ln x,
令f'(x)>0,得1<x≤3;
令f'(x)<0,得≤x<1,
所以函数f(x)在上单调递减,在上单调递增,
且f=-ln 2-,f=-1,f=3ln 3-3,-ln 2-<0<3ln 3-3,
要使关于x的方程f(x)=m在区间内有两个不相等的实数根,
则-1<m≤-ln 2-,即实数m的取值范围为.
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(2)求函数f(x)在区间上的最小值.
解:由f(x)=xln x+x,x∈,
则f'(x)=ln x+a,由f'(x)=0得x=e-a.
①当e-a≤,即a≥1时,f'(x)≥0,f(x)在上为增函数,
则f(x)min=f=;
②当<e-a<e,即-1<a<1时,在x∈时,f'(x)≤0,f(x)为减函数,
在x∈时,f'(x)>0,f(x)为增函数,
则f(x)min=f=-e-a;
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③当e-a≥e,即a≤-1时,f'(x)≤0,f(x)在上为减函数,
则f(x)min=f=ea.
综上所述,f(x)min=
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谢 谢 观 看
第2课时 函数的最大(小)值
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