高考数学一轮复习导数与函数的极值、最值.pdf

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专题06 导数 6.3导数与函数的极值、最值 题型归纳讲义-2022届高三数学一轮复习(原卷版)

专题06 导数 6.3导数与函数的极值、最值 题型归纳讲义-2022届高三数学一轮复习(原卷版)

专题六《导数》讲义6.3导数与函数的极值、最值知识梳理.极值与最值1.函数的极值(1)函数的极小值: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;而且在点x=a附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0,则点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)函数的极大值: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,则点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.2.函数的最值(1)在闭区间[a,b]上连续的函数f(x)在[a,b]上必有最大值与最小值.(2)若函数f(x)在[a,b]上单调递增,则f(a)为函数的最小值,f(b)为函数的最大值;若函数f(x)在[a,b]上单调递减,则f(a)为函数的最大值,f(b)为函数的最小值.题型一. 极值、最值的概念1.函数y=x sin x+cos x的一个极小值点为()A.x=−π2B.x=π2C.x=πD.x=3π22.(2017·全国2)若x=﹣2是函数f(x)=(x2+ax﹣1)e x﹣1的极值点,则f(x)的极小值为()A.﹣1B.﹣2e﹣3C.5e﹣3D.1 3.(2013·全国2)已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,下列结论中错误的是()A.∃x0∈R,f(x0)=0B.函数y=f(x)的图象是中心对称图形C .若x 0是f (x )的极小值点,则f (x )在区间(﹣∞,x 0)上单调递减D .若x 0是f (x )的极值点,则f ′(x 0 )=04.已知函数f (x )=x 3+ax 2﹣4x +5在x =﹣2处取极值(a ∈R ). (1)求f (x )的解析式;(2)求函数f (x )在[﹣3,3]上的最大值.题型二.已知极值、最值求参 考点1.利用二次函数根的分布1.若函数f (x )=x 3﹣3bx +b 在区间(0,1)内有极小值,则b 的取值范围是( ) A .(﹣∞,1)B .(0,1)C .(1,+∞)D .(﹣1,0)2.已知函数f (x )=13x 3−12ax 2+x 在区间(12,3)上既有极大值又有极小值,则实数a 的取值范围是( ) A .(2,+∞) B .[2,+∞)C .(2,52)D .(2,103)考点2.参变分离3.若函数f (x )=x 33−a 2x 2+x +1在区间(12,3)上有极值点,则实数a 的取值范围是( ) A .(2,52)B .[2,52)C .(2,103) D .[2,103)4.已知函数f(x)=e xx 2+2klnx −kx ,若x =2是函数f (x )的唯一极值点,则实数k 的取值范围是( ) A .(−∞,e 24] B .(−∞,e 2]C .(0,2]D .[2,+∞)考点3.分类讨论5.已知函数f (x )=ax −1x −(a +1)lnx +1在(0,1]上的最大值为3,则实数a = . 6.已知函数f(x)=(12x 2−ax)lnx −12x 2+32ax .(1)讨论函数f (x )的极值点;(2)若f (x )极大值大于1,求a 的取值范围.7.已知函数f (x )=lnx −a x(a ∈R ) (1)求函数f (x )的单调增区间;(2)若函数f (x )在[1,e ]上的最小值为32,求a 的值.考点4.初探隐零点——设而不求,虚设零点8.(2013·湖北)已知a为常数,函数f(x)=x(lnx﹣ax)有两个极值点x1,x2(x1<x2)()A.f(x1)>0,f(x2)>−12B.f(x1)<0,f(x2)<−12C.f(x1)>0,f(x2)<−12D.f(x1)<0,f(x2)>−129.已知f(x)=(x﹣1)2+alnx在(14,+∞)上恰有两个极值点x1,x2,且x1<x2,则f(x1)x2的取值范围为()A.(−3,12−ln2)B.(12−ln2,1)C.(−∞,12−ln2)D.(12−ln2,34−ln2)10.(2017·全国2)已知函数f(x)=ax2﹣ax﹣xlnx,且f(x)≥0.(1)求a;(2)证明:f(x)存在唯一的极大值点x0,且e﹣2<f(x0)<2﹣2.课后作业.极值、最值1.若函数f (x )=(x 2+ax +3)e x 在(0,+∞)内有且仅有一个极值点,则实数a 的取值范围是( ) A .(﹣∞,﹣2)B .(﹣∞,﹣2]C .(﹣∞,﹣3)D .(﹣∞,﹣3]2.已知函数f(x)=xe x −13ax 3−12ax 2有三个极值点,则a 的取值范围是( ) A .(0,e )B .(0,1e)C .(e ,+∞)D .(1e,+∞)3.已知f (x )=e x ,g (x )=lnx ,若f (t )=g (s ),则当s ﹣t 取得最小值时,f (t )所在区间是( ) A .(ln 2,1)B .(12,ln 2)C .(13,1e)D .(1e,12)4.已知函数f (x )=lnx +x 2﹣ax +a (a >0)有两个极值点x 1、x 2(x 1<x 2),则f (x 1)+f (x 2)的最大值为( ) A .﹣1﹣ln 2B .1﹣ln 2C .2﹣ln 2D .3﹣ln 25.已知函数f(x)=lnx +12ax 2+x ,a ∈R . (1)求函数f (x )的单调区间;(2)是否存在实数a ,使得函数f (x )的极值大于0?若存在,求a 的取值范围;若不存在,请说明理由.。

一轮复习--导数与函数的极值、最值

一轮复习--导数与函数的极值、最值

其实,世上最温暖的语言,“ 不是我爱你,而是在一起。” 所以懂得才是最美的相遇!只有彼此以诚相待,彼此尊 重,相互包容,相互懂得,才能走的更远。 相遇是缘,相守是爱。缘是多么的妙不可言,而懂得又是多么的难能可贵。否则就会错过一时,错过一世! 择一人深爱,陪一人到老。一路相扶相持,一路心手相牵,一路笑对风雨。在平凡的世界,不求爱的轰轰烈烈;不求誓 言多么美丽;唯愿简单的相处,真心地付出,平淡地相守,才不负最美的人生;不负善良的自己。 人海茫茫,不求人人都能刻骨铭心,但求对人对己问心无愧,无怨无悔足矣。大千世界,与万千人中遇见,只是相识的 开始,只有彼此真心付出,以心交心,以情换情,相知相惜,才能相伴美好的一生,一路同行。 然而,生活不仅是诗和远方,更要面对现实。如果曾经的拥有,不能天长地久,那么就要学会华丽地转身,学会忘记。 忘记该忘记的人,忘记该忘记的事儿,忘记苦乐年华的悲喜交集。 人有悲欢离合,月有阴晴圆ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。对于离开的人,不必折磨自己脆弱的生命,虚度了美好的朝夕;不必让心灵痛苦不堪, 弄丢了快乐的自己。擦汗眼泪,告诉自己,日子还得继续,谁都不是谁的唯一,相信最美的风景一直在路上。 人生,就是一场修行。你路过我,我忘记你;你有情,他无意。谁都希望在正确的时间遇见对的人,然而事与愿违时, 你越渴望的东西,也许越是无情无义地弃你而去。所以美好的愿望,就会像肥皂泡一样破灭,只能在错误的时间遇到错的人。 岁月匆匆像一阵风,有多少故事留下感动。愿曾经的相遇,无论是锦上添花,还是追悔莫及;无论是青涩年华的懵懂赏 识,还是成长岁月无法躲避的经历……愿曾经的过往,依然如花芬芳四溢,永远无悔岁月赐予的美好相遇。 其实,人生之路的每一段相遇,都是一笔财富,尤其亲情、友情和爱情。在漫长的旅途上,他们都会丰富你的生命,使 你的生命更充实,更真实;丰盈你的内心,使你的内心更慈悲,更善良。所以生活的美好,缘于一颗善良的心,愿我们都能 善待自己和他人。 一路走来,愿相亲相爱的人,相濡以沫,同甘共苦,百年好合。愿有情有意的人,不离不弃,相惜相守,共度人生的每 一个朝夕……直到老得哪也去不了,依然是彼此手心里的宝,感恩一路有你!

2025版高考数学全程一轮复习第三章一元函数的导数及其应用第三节导数与函数的极值最值课件

2025版高考数学全程一轮复习第三章一元函数的导数及其应用第三节导数与函数的极值最值课件
答案:C
(2)若-2是函数f(x)=(x2+ax-1)ex(a∈R)的极值点,则f(x)的极小值 点为( )
A.5e-2 B.1 C.-e D.-2
答案:B
解析:f′(x)=(2x+a)ex+(x2+ax-1)ex=[x2+(a+2)x+a-1]ex, 由题意得f′(-2)=[4-2(a+2)+a-1]e-2=0,解得a=-1, 故f′(x)=(x2+x-2)ex, 令f′(x)=0,解得x=-2或1, 令f′(x)>0,解得x>1或x<-2,令f′(x)<0,解得-2<x<1, 故f(x)在(-∞,-2),(1,+∞)上单调递增,在(-2,1)上单调递减, 故1为f(x)的极小值点.故选B.
答案:C
5.(易错)若函数f(x)=13x3-4x+m在[0,3]上的最大值为4,则m= ____4____.
解析:∵f′(x)=x2-4=(x+2)(x-2), 令f′(x)=0得x=-2或x=2. ∵0≤x≤3,∴x=2, 当0<x<2时,f′(x)<0, ∴函数f(x)在区间(0,2)上单调递减; 当2<x<3时,f′(x)>0, ∴函数f(x)在区间(2,3)上单调递增. 又f(0)=m,f(3)=m-3, ∵m>m-3, ∴x=0时,f(x)在[0,3]上取得最大值f(0)=m. ∴m=4.
(3)已知函数f(x)=12x2-(a+2)x+2a ln x+1在(4,6)上存在极值点, 则实数a的取值范围是___(_4_,__6)_____.
解析:f′(x)=x-(a+2)+2xa=x2−
a+2 x
x+2a=
x−2 x−a x
,x>0,
由题意f′(x)=

2025高考数学一轮复习-3.3导数与函数的极值、最值【课件】

2025高考数学一轮复习-3.3导数与函数的极值、最值【课件】

极大值,也是最大值 f(1)=3e,函数无极小值.
4.某冷饮店的日销售额 y(单位:元)与当天的最高气温 x(单位:℃,20≤x≤40)
的关系式为
y=19x2- 1 x3,则该冷饮店的日销售额的最大值约为( 10 30
C
)
A.907 元
B.910 元
C.915 元
D.920 元
解析 ∵y=1190x2-310x3,20≤x≤40, ∴y′=159x-110x2=-110x(x-38). ∴当20≤x≤38时,y′≥0,即函数在[20,38]上单调递增,当38≤x≤40时, y′≤0,即函数在[38,40]上单调递减, ∴当x=38时,函数取值最大值,∴ymax=1190×382-310×383≈915.
角度2 求已知函数的极值
例 2 已知函数 f(x)=ln x-ax(a∈R).
(1)当 a=21时,求 f(x)的极值; 解 当 a=12时,f(x)=ln x-12x,函数的定义域为(0,+∞)且 f′(x)=x1-12=2- 2xx, 令f′(x)=0,得x=2,
于是当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表.
x
(0,2)
2
(2,+∞)f′(x)+0 Nhomakorabea-
f(x)
ln 2-1
故f(x)在定义域上的极大值为f(x)极大值=f(2)=ln 2-1,无极小值.
(2)讨论函数f(x)在定义域内极值点的个数. 解 由(1)知,函数f(x)的定义域为(0,+∞), f′(x)=1x-a=1-xax. 当a≤0时,f′(x)>0在(0,+∞)上恒成立, 则函数在(0,+∞)上单调递增,此时函数在定义域上无极值点;
解析 f′(x)=x2-4,x∈[0,3], 当x∈[0,2)时,f′(x)<0,当x∈(2,3]时,f′(x)>0, 所以f(x)在[0,2)上单调递减,在(2,3]上单调递增. 又f(0)=m,f(3)=-3+m.在[0,3]上,f(x)max=f(0)=4,所以m=4.

专题3.3导数与函数的极值、最值(2021年高考数学一轮复习专题)

专题3.3导数与函数的极值、最值(2021年高考数学一轮复习专题)

专题 导数与函数的极值、最值一、题型全归纳题型一 利用导数解决函数的极值问题【题型要点】利用导数研究函数极值问题的一般流程命题角度一 由图象判断函数的极值【题型要点】由图象判断函数y =f (x )的极值,要抓住两点: (1) 由y =f ′(x )的图象与x 轴的交点,可得函数y =f (x )的可能极值点;(2)由导函数y =f ′(x )的图象可以看出y =f ′(x )的值的正负,从而可得函数y =f (x )的单调性,两者结合可得极值点【例1】设函数()x f 在R 上可导,其导函数为()x f ',且函数()()x f x y '-=1的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是( )A.函数f (x )有极大值f (2)和极小值f (1)B.函数f (x )有极大值f (-2)和极小值f (1)C.函数f (x )有极大值f (2)和极小值f (-2)D.函数f (x )有极大值f (-2)和极小值f (2)【解析】由题图可知,当x <-2时,()x f '>0;当-2<x <1时,()x f '<0;当1<x <2时,()x f '<0;当x >2时,()x f '>0.由此可以得到函数f (x )在x =-2处取得极大值,在x =2处取得极小值. 【例2】已知函数f (x )的导函数f ′(x )的图象如图,则下列叙述正确的是( )A .函数f (x )在(-∞,-4)上单调递减B .函数f (x )在x =2处取得极大值C .函数f (x )在x =-4处取得极值D .函数f (x )有两个极值点【解析】由导函数的图象可得,当x ≤2时,f ′(x )≥0,函数f (x )单调递增;当x >2时,f ′(x )<0,函数f (x )单调递减,所以函数f (x )的单调递减区间为(2,+∞),故A 错误.当x =2时函数取得极大值,故B 正确.当x =-4时函数无极值,故C 错误.只有当x =2时函数取得极大值,故D 错误.故选B.命题角度二 求已知函数的极值【题型要点】求函数极值的一般步骤(1)先求函数f (x )的定义域,再求函数f (x )的导函数. (2)求()x f '=0的根.(3)判断在()x f '=0的根的左、右两侧()x f '的符号,确定极值点. (4)求出具体极值.【例3】已知函数f (x )=(x -2)(e x -ax ),当a >0时,讨论f (x )的极值情况. 【解析】 ∵()x f '=(e x -ax )+(x -2)(e x -a )=(x -1)(e x -2a ),∵a >0, 由()x f '=0得x =1或x =ln 2a .∵当a =e2时,f ′(x )=(x -1)(e x -e )≥0,∵f (x )在R 上单调递增,故f (x )无极值.∵当0<a <e2时,ln 2a <1,当x 变化时,()x f ',f (x )的变化情况如下表:∵当a >e2时,ln 2a >1,当x 变化时,()x f ',f (x )的变化情况如下表:综上,当0<a <e2时,f (x )有极大值-a (ln 2a -2)2,极小值a -e ;当a =e2时,f (x )无极值;当a >e2时,f (x )有极大值a -e ,极小值-a (ln 2a -2)2.【例4】已知函数f (x )=ln x +a -1x ,求函数f (x )的极小值.【解析】 f ′(x )=1x -a -1x 2=x -(a -1)x 2(x >0),当a -1≤0,即a ≤1时,f ′(x )>0,函数f (x )在(0,+∞)上单调递增,无极小值. 当a -1>0,即a >1时,由f ′(x )<0,得0<x <a -1,函数f (x )在(0,a -1)上单调递减; 由f ′(x )>0,得x >a -1,函数f (x )在(a -1,+∞)上单调递增.f (x )极小值=f (a -1)=1+ln(a -1). 综上所述,当a ≤1时,f (x )无极小值; 当a >1时,f (x )极小值=1+ln(a -1).命题角度三 已知函数的极值求参数值(范围)【题型要点】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:因为导数值等于零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.【易错提醒】若函数y =f (x )在区间(a ,b )内有极值,那么y =f (x )在(a ,b )内绝不是单调函数,即在某区间上单调函数没有极值.【例5】设函数f (x )=[ax 2-(3a +1)x +3a +2]e x .(1)若曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线斜率为0,求实数a 的值; (2)若f (x )在x =1处取得极小值,求实数a 的取值范围.【解析】 (1)因为f (x )=[ax 2-(3a +1)x +3a +2]e x ,所以f ′(x )=[ax 2-(a +1)x +1]e x . f ′(2)=(2a -1)e 2.由题设知f ′(2)=0,即(2a -1)e 2=0,解得a =12.(2)由(1)得f ′(x )=[ax 2-(a +1)x +1]e x =(ax -1)(x -1)e x .若a >1,则当x ∵⎪⎭⎫⎝⎛1,1a 时,f ′(x )<0; 当x ∵(1,+∞)时,f ′(x )>0.所以f (x )在x =1处取得极小值.若a ≤1,则当x ∵(0,1)时,ax -1≤x -1<0,所以f ′(x )>0.所以1不是f (x )的极小值点. 综上可知,a 的取值范围是(1,+∞).题型二 函数的最值问题【题型要点】求函数f (x )在[a ,b ]上最值的方法(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 ]内有极值,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(或最小)值点,此结论在导数的实际应用中经常用到.【例1】(2019·全国卷Ⅲ)已知函数f (x )=2x 3-ax 2+b . (1)讨论f (x )的单调性;(2)是否存在a ,b ,使得f (x )在区间[0,1]的最小值为-1且最大值为1?若存在,求出a ,b 的所有值;若不存在,说明理由.【解析】(1)f ′(x )=6x 2-2ax =2x (3x -a ).令f ′(x )=0,得x =0或x =a 3.若a >0,则当x ∵(-∞,0)∵⎪⎭⎫⎝⎛+∞,3a 时,f ′(x )>0;当x ∵⎪⎭⎫⎝⎛3,0a 时,f ′(x )<0.故f (x )在 (-∞,0),⎪⎭⎫⎝⎛+∞,3a 单调递增,在⎪⎭⎫⎝⎛3,0a 单调递减. 若a =0,f (x )在(-∞,+∞)单调递增.若a <0,则当x ∵⎪⎭⎫ ⎝⎛∞-3,a ∵(0,+∞)时,f ′(x )>0;当x ∵⎪⎭⎫ ⎝⎛0,3a 时,f ′(x )<0.故f (x )在⎪⎭⎫ ⎝⎛∞-3,a ,(0,+∞)单调递增,在⎪⎭⎫⎝⎛0,3a 单调递减. (2)满足题设条件的a ,b 存在.(∵)当a ≤0时,由(1)知,f (x )在[0,1]单调递增,所以f (x )在区间[0,1]的最小值为f (0)=b ,最大值为f (1)=2-a +b .此时a ,b 满足题设条件当且仅当b =-1,2-a +b =1,即a =0,b =-1. (∵)当a ≥3时,由(1)知,f (x )在[0,1]单调递减,所以f (x )在区间[0,1]的最大值为f (0)=b ,最小值为f (1)=2-a +b .此时a ,b 满足题设条件当且仅当2-a +b =-1,b =1,即a =4,b =1. (∵)当0<a <3时,由(1)知,f (x )在[0,1]的最小值为⎪⎭⎫⎝⎛3a f =-a 327+b ,最大值为b 或2-a +b .若-a 327+b =-1,b =1,则a =332,与0<a <3矛盾.若-a 327+b =-1,2-a +b =1,则a =33或a =-33或a =0,与0<a <3矛盾.综上,当且仅当a =0,b =-1或a =4,b =1时,f (x )在[0,1]的最小值为-1,最大值为1.【例2】(2020·贵阳市检测)已知函数f (x )=x -1x -ln x .(1)求f (x )的单调区间;(2)求函数f (x )在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e,1上的最大值和最小值(其中e 是自然对数的底数).【解析】 (1)f (x )=x -1x -ln x =1-1x-ln x ,f (x )的定义域为(0,+∞). 因为f ′(x )=1x 2-1x =1-xx 2,所以f ′(x )>0∵0<x <1,f ′(x )<0∵x >1,所以f (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.(2)由(1)得f (x )在⎥⎦⎤⎢⎣⎡1,1e 上单调递增,在(1,e]上单调递减,所以f (x )在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e,1上的极大值为f (1)=1-11-ln 1=0.又⎪⎭⎫ ⎝⎛e f 1=1-e -ln 1e =2-e ,f (e)=1-1e -ln e =-1e,且⎪⎭⎫⎝⎛e f 1<f (e).所以f (x )在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e,1上的最大值为0,最小值为2-e.题型三 函数极值与最值的综合应用【题型要点】解决函数极值、最值问题的策略(1)求极值、最值时,要求步骤规范,含参数时,要讨论参数的大小.(2)求函数最值时,不可想当然地认为极值点就是最值点,要通过比较才能下结论. (3)函数在给定闭区间上存在极值,一般要将极值与端点值进行比较才能确定最值.【例1】设函数f (x )=[ax 2-(4a +1)x +4a +3]e x .若f (x )在x =2处取得极小值,则a 的取值范围为_______. 【解析】 f ′(x )=[ax 2-(2a +1)x +2]e x =(ax -1)(x -2)e x ,若a >12,则当x ∵⎪⎭⎫⎝⎛2,1a 时,f ′(x )<0;当x ∵(2,+∞)时,f ′(x )>0.所以f (x )在x =2处取得极小值.若a ≤12,则当x ∵(0,2)时,x -2<0,ax -1≤12x -1<0,所以f ′(x )>0.所以2不是f (x )的极小值点.综上可知,a 的取值范围是⎪⎭⎫⎝⎛+∞,21. 【例2】已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 3+x 2,x <1,a ln x ,x ≥1.(1)求f (x )在区间(-∞,1)上的极小值和极大值点;(2)求f (x )在区间[-1,e](e 为自然对数的底数)上的最大值.【解析】:(1)当x <1时,f ′(x )=-3x 2+2x =-x (3x -2),令f ′(x )=0,解得x =0或x =23,当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表所以当x =0时,函数f (x )取得极小值f (0)=0,函数f (x )的极大值点为x =23.(2)∵由(1)知,当-1≤x <1时,函数f (x )在[-1,0)和⎪⎭⎫⎢⎣⎡1,32上单调递减,在⎪⎭⎫⎢⎣⎡32,0上单调递增.因为f (-1)=2,⎪⎭⎫ ⎝⎛32f =427,f (0)=0,所以f (x )在[-1,1)上的最大值为2.∵当1≤x ≤e 时,f (x )=a ln x ,当a ≤0时,f (x )≤0;当a >0时,f (x )在[1,e]上单调递增. 所以f (x )在[1,e]上的最大值为f (e)=a .所以当a ≥2时,f (x )在[-1,e]上的最大值为a ; 当a <2时,f (x )在[-1,e]上的最大值为2.题型四 利用导数研究生活中的优化问题【题型要点】利用导数解决生活中的优化问题的一般步骤(1)分析实际问题中各量之间的关系,列出实际问题的数学模型,写出实际问题中变量之间的函数关系式y =f (x ).(2)求函数的导数()x f ',解方程()x f '=0.(3)比较函数在区间端点和()x f '=0的点的函数值的大小,最大(小)者为最大(小)值. (4)回归实际问题,结合实际问题作答.【例1】某商场销售某种商品的经验表明,该商品每日的销售量y (单位:千克)与销售价格x (单位:元/千克)满足关系式y =ax -3+10(x -6)2,其中3<x <6,a 为常数.已知销售价格为5元/千克时,每日可售出该商品11千克. (1)求a 的值;(2)若该商品的成本为3元/千克,试确定销售价格x 的值,使商场每日销售该商品所获得的利润最大. 【解析】(1)因为当x =5时,y =11,所以a2+10=11,解得a =2.(2)由(1)可知,该商品每日的销售量为y =2x -3+10(x -6)2. 所以商场每日销售该商品所获得的利润为f (x )=(x -3)⎣⎡⎦⎤2x -3+10(x -6)2=2+10(x -3)(x -6)2,3<x <6.则()x f '=10[(x -6)2+2(x -3)(x -6)]=30(x -4)(x -6). 于是,当x 变化时,()x f ',f (x )的变化情况如下表:所以,当x =4时,函数f (x )取得最大值且最大值等于42.即当销售价格为4元/千克时,商场每日销售该商品所获得的利润最大.【例2】已知一企业生产某产品的年固定成本为10万元,每生产千件需另投入2.7万元,设该企业年内共生产此种产品x 千件,并且全部销售完,每千件的销售收入为f (x )万元,且f (x )=⎩⎨⎧10.8-130x 2,0<x ≤10,108x -1 0003x 2,x >10.(1)写出年利润W (万元)关于年产品x (千件)的函数解析式;(2)年产量为多少千件时,该企业生产此产品所获年利润最大?(注:年利润=年销售收入-年总成本) 【解析】(1)由题意得W =⎩⎨⎧⎝⎛⎭⎫10.8-130x 2x -2.7x -10,0<x ≤10,⎝⎛⎭⎫108x -1 0003x 2x -2.7x -10,x >10,即W =⎩⎨⎧8.1x -130x 3-10,0<x ≤10,98-⎝⎛⎭⎫1 0003x +2.7x ,x >10.(2)∵当0<x ≤10时,W =8.1x -130x 3-10,则W ′=8.1-110x 2=81-x 210=(9+x )(9-x )10,因为0<x ≤10,所以当0<x <9时,W ′>0,则W 递增;当9<x ≤10时,W ′<0,则W 递减.所以当x =9时,W 取最大值1935=38.6万元.∵当x >10时,W =98-⎪⎭⎫⎝⎛+x x 7.231000≤98-21 0003x×2.7x =38. 当且仅当1 0003x =2.7x ,即x =1009时等号成立.综上,当年产量为9千件时,该企业生产此产品所获年利润最大.二、高效训练突破 一、选择题1.函数f (x )=2x 3+9x 2-2在[-4,2]上的最大值和最小值分别是( ) A .25,-2 B .50,14 C .50,-2D .50,-14【解析】:因为f (x )=2x 3+9x 2-2,所以f ′(x )=6x 2+18x ,当x ∵[-4,-3)或x ∵(0,2]时,f ′(x )>0,f (x )为增函数,当x ∵(-3,0)时,f ′(x )<0,f (x )为减函数,由f (-4)=14,f (-3)=25,f (0)=-2,f (2)=50,故函数f (x )=2x 3+9x 2-2在[-4,2]上的最大值和最小值分别是50,-2. 2.已知函数y =f (x )的导函数f ′(x )的图象如图所示,给出下列判断:∵函数y =f (x )在区间⎪⎭⎫⎝⎛--21,3内单调递增;∵当x =-2时,函数y =f (x )取得极小值; ∵函数y =f (x )在区间(-2,2)内单调递增;∵当x =3时,函数y =f (x )有极小值. 则上述判断正确的是( ) A .∵∵ B .∵∵ C .∵∵∵D .∵∵【解析】:对于∵,函数y =f (x )在区间⎪⎭⎫⎝⎛--21,3内有增有减,故∵不正确; 对于∵,当x =-2时,函数y =f (x )取得极小值,故∵正确;对于∵,当x ∵(-2,2)时,恒有f ′(x )>0,则函数y =f (x )在区间(-2,2)上单调递增,故∵正确; 对于∵,当x =3时,f ′(x )≠0,故∵不正确.3.(2020·东莞模拟)若x =1是函数f (x )=ax +ln x 的极值点,则( ) A.f (x )有极大值-1 B.f (x )有极小值-1 C.f (x )有极大值0D.f (x )有极小值0【解析】∵f (x )=ax +ln x ,x >0,∵f ′(x )=a +1x ,由f ′(1)=0得a =-1,∵f ′(x )=-1+1x =1-xx .由f ′(x )>0得0<x <1,由f ′(x )<0得x >1, ∵f (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.∵f (x )极大值=f (1)=-1,无极小值,故选A.4.函数f (x )=x 3+bx 2+cx +d 的大致图象如图所示,则x 21+x 22等于( )A.89B.109C.169D.289【解析】函数f (x )的图象过原点,所以d =0.又f (-1)=0且f (2)=0,即-1+b -c =0且8+4b +2c =0,解得b =-1,c =-2,所以函数f (x )=x 3-x 2-2x ,所以f ′(x )=3x 2-2x -2,由题意知x 1,x 2是函数的极值点,所以x 1,x 2是f ′(x )=0的两个根,所以x 1+x 2=23,x 1x 2=-23,所以x 21+x 22=(x 1+x 2)2-2x 1x 2=49+43=169. 5.已知函数f (x )=2f ′(1)ln x -x ,则f (x )的极大值为( ) A .2 B .2ln 2-2 C .eD .2-e【解析】:函数f (x )定义域(0,+∞),f ′(x )=2f ′(1)x -1,所以f ′(1)=1,f (x )=2ln x -x ,令f ′(x )=2x-1=0,解得x =2.当0<x <2时,f ′(x )>0,当x >2时,f ′(x )<0,所以当x =2时函数取得极大值,极大值为2ln 2-2. 6.已知函数f (x )=x 3+3x 2-9x +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( ) A.[-3,+∞) B.(-3,+∞) C.(-∞,-3)D.(-∞,-3]【解析】由题意知f ′(x )=3x 2+6x -9,令f ′(x )=0,解得x =1或x =-3,所以f ′(x ),f (x )随x 的变化情况如下表:7.用边长为120 cm 的正方形铁皮做一个无盖水箱,先在四周分别截去一个小正方形,然后把四边翻转90°角,再焊接成水箱,则水箱的最大容积为( ) A .120 000 cm 3 B .128 000 cm 3 C .150 000 cm 3D .158 000 cm 3【解析】:设水箱底长为x cm ,则高为120-x2cm.由⎩⎪⎨⎪⎧120-x 2>0,x >0,得0<x <120.设容器的容积为y cm 3,则有y =-12x 3+60x 2.求导数,有y ′=-32x 2+120x .令y ′=0,解得x =80(x =0舍去).当x ∵(0,80)时,y ′>0;当x ∵(80,120)时,y ′<0. 因此,x =80是函数y =-12x 3+60x 2的极大值点,也是最大值点,此时y =128 000.故选B.8.(2020·郑州质检)若函数y =f (x )存在n -1(n ∵N *)个极值点,则称y =f (x )为n 折函数,例如f (x )=x 2为2折函数.已知函数f (x )=(x +1)e x -x (x +2)2,则f (x )为( ) A .2折函数 B .3折函数 C .4折函数D .5折函数【解析】:.f ′(x )=(x +2)e x -(x +2)(3x +2)=(x +2)·(e x -3x -2),令f ′(x )=0,得x =-2或e x =3x +2. 易知x =-2是f (x )的一个极值点,又e x =3x +2,结合函数图象,y =e x 与y =3x +2有两个交点.又e -2≠3×(-2)+2=-4. 所以函数y =f (x )有3个极值点,则f (x )为4折函数.9.(2020·昆明市诊断测试)已知函数f (x )=(x 2-m )e x ,若函数f (x )的图象在x =1处切线的斜率为3e ,则f (x )的极大值是( )A .4e -2 B .4e 2 C .e -2D .e 2【解析】:f ′(x )=(x 2+2x -m )e x .由题意知,f ′(1)=(3-m )e =3e ,所以m =0,f ′(x )=(x 2+2x )e x .当x >0或x <-2时,f ′(x )>0,f (x )是增函数;当-2<x <0时,f ′(x )<0,f (x )是减函数.所以当x =-2时,f (x )取得极大值,f (-2)=4e -2.故选A.10.函数f (x )=x 3-3x -1,若对于区间[-3,2]上的任意x 1,x 2,都有|f (x 1)-f (x 2)|≤t ,则实数t 的最小值是( ) A.20 B.18 C.3D.0【解析】原命题等价于对于区间[-3,2]上的任意x ,都有f (x )max -f (x )min ≤t , ∵f ′(x )=3x 2-3,∵当x ∵[-3,-1]时,f ′(x )>0, 当x ∵[-1,1]时,f ′(x )<0,当x ∵[1,2]时,f ′(x )>0. ∵f (x )max =f (2)=f (-1)=1,f (x )min =f (-3)=-19. ∵f (x )max -f (x )min =20,∵t ≥20.即t 的最小值为20.故选A.二、填空题1.已知f (x )=x 3+3ax 2+bx +a 2在x =-1处有极值0,则a -b = .【解析】:由题意得f ′(x )=3x 2+6ax +b ,则⎩⎪⎨⎪⎧a 2+3a -b -1=0,b -6a +3=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =3或⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =9, 经检验当a =1,b =3时,函数f (x )在x =-1处无法取得极值,而a =2,b =9满足题意,故a -b =-7. 2.已知函数f (x )=x 3+ax 2+(a +6)x +1.若函数f (x )的图象在点(1,f (1))处的切线斜率为6,则实数a = ;若函数在(-1,3)内既有极大值又有极小值,则实数a 的取值范围是 .【解析】:f ′(x )=3x 2+2ax +a +6,结合题意f ′(1)=3a +9=6,解得a =-1;若函数在(-1,3)内既有极大值又有极小值,则f ′(x )=0在(-1,3)内有2个不相等的实数根,则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4a 2-12(a +6)>0,f ′(-1)>0,f ′(3)>0,解得-337<a <-3.3.(2020·甘肃兰州一中期末改编)若x =-2是函数f (x )=(x 2+ax -1)e x 的极值点,则f ′(-2)= ,f (x )的极小值为 .【解析】:由函数f (x )=(x 2+ax -1)e x 可得f ′(x )=(2x +a )e x +(x 2+ax -1)e x ,因为x =-2是函数f (x )的极值点,所以f ′(-2)=(-4+a )e -2+(4-2a -1)e -2=0,即-4+a +3-2a =0,解得a =-1.所以f ′(x )=(x 2+x -2)e x .令f ′(x )=0可得x =-2或x =1.当x <-2或x >1时,f ′(x )>0,此时函数f (x )为增函数,当-2<x <1时,f ′(x )<0,此时函数f (x )为减函数,所以当x =1时函数f (x )取得极小值,极小值为f (1)=(12-1-1)×e 1=-e.4.(2019·武汉模拟)若函数f (x )=2x 2-ln x 在其定义域的一个子区间(k -1,k +1)内存在最小值,则实数k 的取值范围是 .【解析】:因为f (x )的定义域为(0,+∞),又因为f ′(x )=4x -1x ,所以由f ′(x )=0解得x =12,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧k -1<12<k +1,k -1≥0,解得1≤k <32.5.若函数f (x )=x 3-3ax 在区间(-1,2)上仅有一个极值点,则实数a 的取值范围为 .【解析】因为f ′(x )=3(x 2-a ),所以当a ≤0时,f ′(x )≥0在R 上恒成立,所以f (x )在R 上单调递增,f (x )没有极值点,不符合题意; 当a >0时,令f ′(x )=0得x =±a , 当x 变化时,f ′(x )与f (x )的变化情况如下表所示:因为函数f (x )在区间(-1,2)上仅有一个极值点,所以⎩⎨⎧a <2,-a ≤-1或⎩⎨⎧-a >-1,2≤a ,解得1≤a <4.三 解答题1.(2020·广东五校联考)已知函数f (x )=ax +ln x ,其中a 为常数. (1)当a =-1时,求f (x )的最大值;(2)若f (x )在区间(0,e]上的最大值为-3,求a 的值. 【解析】:(1)易知f (x )的定义域为(0,+∞),当a =-1时,f (x )=-x +ln x ,f ′(x )=-1+1x =1-xx,令f ′(x )=0,得x =1.当0<x <1时,f ′(x )>0;当x >1时,f ′(x )<0.所以f (x )在(0,1)上是增函数,在(1,+∞)上是减函数. 所以f (x )max =f (1)=-1.所以当a =-1时,函数f (x )在(0,+∞)上的最大值为-1.(2)f ′(x )=a +1x ,x ∵(0,e],1x ∵⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞,1e .∵若a ≥-1e ,则f ′(x )≥0,从而f (x )在(0,e]上是增函数,所以f (x )max =f (e)=a e +1≥0,不符合题意;∵若a <-1e ,令f ′(x )>0得a +1x >0,结合x ∵(0,e],解得0<x <-1a,令f ′(x )<0得a +1x <0,结合x ∵(0,e],解得-1a <x ≤e.从而f (x )在⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,0上为增函数,在⎥⎦⎤⎝⎛-e a ,1上为减函数,所以f (x )max =⎪⎭⎫ ⎝⎛-a f 1=-1+⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1ln .令-1+⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1ln =-3,得⎪⎭⎫⎝⎛-a 1ln =-2,即a =-e 2.因为-e 2<-1e ,所以a =-e 2为所求.故实数a 的值为-e 2.2.(2020·洛阳尖子生第二次联考)已知函数f (x )=mx -nx-ln x ,m ∵R .(1)若函数f (x )的图象在(2,f (2))处的切线与直线x -y =0平行,求实数n 的值; (2)试讨论函数f (x )在区间[1,+∞)上的最大值.【解析】:(1)由题意得f ′(x )=n -x x 2,所以f ′(2)=n -24.由于函数f (x )的图象在(2,f (2))处的切线与直线x -y =0平行,所以n -24=1,解得n =6.(2)f ′(x )=n -xx2,令f ′(x )<0,得x >n ;令f ′(x )>0,得x <n .∵当n ≤1时,函数f (x )在[1,+∞)上单调递减,所以f (x )max =f (1)=m -n ;∵当n >1时,函数f (x )在[1,n )上单调递增,在(n ,+∞)上单调递减,所以f (x )max =f (n )=m -1-ln 3.(2019·郑州模拟)已知函数f (x )=1-x x +k ln x ,k <1e ,求函数f (x )在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e ,1上的最大值和最小值.【解析】 f ′(x )=-x -(1-x )x 2+k x =kx -1x2.∵若k =0,则f ′(x )=-1x 2在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e ,1上恒有f ′(x )<0,所以f (x )在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e ,1上单调递减.∵若k ≠0,则f ′(x )=kx -1x 2=k ⎝⎛⎭⎫x -1k x 2.(∵)若k <0,则在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e,1上恒有k ⎝⎛⎭⎫x -1k x 2<0.所以f (x )在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e,1上单调递减,(∵)若k >0,由k <1e ,得1k >e ,则x -1k <0在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e ,1上恒成立,所以k ⎝⎛⎭⎫x -1k x 2<0, 所以f (x )在1e ,e 上单调递减.综上,当k <1e 时,f (x )在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e ,1上单调递减,所以f (x )min =f (e )=1e +k -1,f (x )max =⎪⎭⎫⎝⎛e f 1=e -k -1.4.已知函数f (x )=a ln x +1x (a >0).(1)求函数f (x )的单调区间和极值;(2)是否存在实数a ,使得函数f (x )在[1,e ]上的最小值为0?若存在,求出a 的值;若不存在,请说明理由.【解析】由题意,知函数的定义域为{x |x >0},f ′(x )=a x -1x 2(a >0).(1)由f ′(x )>0解得x >1a ,所以函数f (x )的单调递增区间是⎪⎭⎫⎝⎛+∞,1a ;由f ′(x )<0解得x <1a ,所以函数f (x )的单调递减区间是⎪⎭⎫⎝⎛a 1,0.所以当x =1a 时,函数f (x )有极小值⎪⎭⎫⎝⎛a f 1=a ln 1a +a =a -a ln a ,无极大值. (2)不存在.理由如下:由(1)可知,当x ∵⎪⎭⎫ ⎝⎛a 1,0时,函数f (x )单调递减;当x ∵⎪⎭⎫⎝⎛+∞,1a 时,函数f (x )单调递增.∵若0<1a≤1,即a ≥1时,函数f (x )在[1,e ]上为增函数,故函数f (x )的最小值为f (1)=a ln 1+1=1,显然1≠0,故不满足条件.∵若1<1a ≤e ,即1e ≤a <1时,函数f (x )在⎪⎭⎫⎢⎣⎡a 1,1上为减函数,在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e a ,1上为增函数,故函数f (x )的最小值为f (x )的极小值⎪⎭⎫⎝⎛a f 1=a ln 1a +a =a -a ln a =a (1-ln a )=0,即ln a =1,解得a =e ,而1e≤a <1,故不满足条件.∵若1a >e ,即0<a <1e时,函数f (x )在[1,e ]上为减函数,故函数f (x )的最小值为f (e )=a +1e =0,解得a =-1e ,而0<a <1e ,故不满足条件.综上所述,这样的a 不存在.。

导数与函数的极值、最值(课件)高考数学大一轮复习核心题型讲与练+易错重难点专项突破(新高考版)

导数与函数的极值、最值(课件)高考数学大一轮复习核心题型讲与练+易错重难点专项突破(新高考版)
在导数的实际应用中经常用到.
例4 [2022全国卷乙]函数 f ( x )= cos x +( x +1) sin x +1在区间[0,2π]的最小值、最
大值分别为( D
)
A.
π π
- ,
2 2
B. - ,
C.
π π
- , +2
2 2
D. - , +2

2
π
2

2
π
2
[解析] 由 f ( x )= cos x +( x +1) sin x +1, x ∈[0,2π],
2
1 2 > 0,
− > 0,

2 + 8 > 0,
所以 > 0,
故B,C,D正确.因为 ab >0, ac <0,所以 bc <0,A错误,
< 0.
故选BCD.
(2)[2022全国卷乙]已知 x = x 1和 x = x 2分别是函数 f ( x )=2 ax -e x 2( a
2
2
2
2
角度2
已知函数的最值求参数
例5 [全国卷Ⅲ]已知函数 f ( x )=2 x 3- ax 2+ b .
(1)讨论 f ( x )的单调性.
[解析] (1)对 f ( x )=2 x 3- ax 2+ b 求导,得 f '( x )=6 x 2-2 ax =2 x (3 x - a ).

令 f '( x )=0,得 x =0或 x = .
的图象可能是( D
A
)
B
C
D
[解析] 根据题意,已知导函数的图象与 x 轴有三个交点,且每个交点的两边

第4章+第1讲+导数与函数的极值、最值2024高考数学一轮复习+PPT(新教材)

第4章+第1讲+导数与函数的极值、最值2024高考数学一轮复习+PPT(新教材)

(2)函数的极大值与极大值点 若函数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 04 _都__大_,f′(b)=0,而且在x=b附近的左侧 05 ___f′_(x_)_>__0____,右侧 06 __f_′_(x_)_<__0____,则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.
又因为x1,x2分别是f(x)的极大值点与极小值点,所以x1,x2是x2+4x+1=0
的两个根,且x1>x2.解方程可得,x1=-2+ 3 ,x2=-2- 3 ,所以x2-x1
=-2 3.
解析 答案
角度 已知函数的极值求参数的值或取值范围
ห้องสมุดไป่ตู้
例3 (1)(2021·河北九校联考)已知f(x)=x3+3ax2+bx+a2在x=-1时有 极值0,则a-b=________.
f(x)在区间(1,+∞)上单调递减,故A错误;当x<1时,f′(x)>0,f(x)在区
间(-∞,1)上单调递增,故B错误;当x=1时,f(x)=
3x ex
取得极大值
3 e
,无
极小值,故C正确,D错误.故选C.
解析
(2)(2021·凉山州模拟)若x0是函数f(x)=ex-
ln x
x

1 x
的极值点,则x0满足
解析
角度
已知函数解析式求极值或极值点
例2 (1)(2021·西安模拟)已知f(x)=3exx ,则f(x)(
)
A.在(-∞,+∞)上单调递增
B.在(-∞,1)上单调递减
C.有极大值3e,无极小值
D.有极小值3e,无极大值
答案
解析 ∵f(x)=3exx ,∴f′(x)=3·ex-e2x3x·ex=31e-x x,当x>1,f′(x)<0,

2024届新高考一轮复习北师大版 第四章 第三节 利用导数研究函数的极值、最值 课件(35张)

2024届新高考一轮复习北师大版 第四章 第三节 利用导数研究函数的极值、最值 课件(35张)

微点拨 函数最值与极值的区别
(1)函数在闭区间上若存在最大值或最小值,则最大值或最小值只能各有一
个,具有唯一性;而极大值和极小值可能有多个,也可能没有;
(2)极值只能在函有最值的不一定有极值.
常用结论
1.有极值的函数一定不是单调函数.
且f(x)的极大值为4,则b=(
A.-1
B.2
C.-3
)
D.4
(2)(2022·江苏南京模拟)已知函数f(x)=x(ln x-ax)在区间(0,+∞)上有两个极
值,则实数a的取值范围为(
A.(0,e)
C.
1
0,
2
B.
1
0,
e
D.
1
0,
3
)
答案 (1)B (2)C
解析 (1)f(x)=(x-a)(x-b)ex=(x2-ax-bx+ab)ex,所以f'(x)=(2x-a-b)ex+(x2-axbx+ab)ex=ex[x2+(2-a-b)x+ab-a-b].因为函数f(x)=(x-a)(x-b)ex在x=a处取得极
极值点.
(2)在一个给定的区间上,函数可能有若干个极值点,也可能不存在极值点;
函数可以只有极大值没有极小值,或者只有极小值没有极大值,也可能既有
极大值又有极小值.极大值不一定比极小值大,极小值不一定比极大值小.
微思考 对于可导函数f(x),“f'(x0)=0”是“f(x)在x=x0处取得极值”的什么条件?
取得极值的条件
极值
极值点
在包含x0的一个区间(a,b)内,函数y=f(x)在
任何不为x0的一点处的函数值都
小于点x0处的函数值
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