导数的应用3—利用导数研究函数的最值
利用导数研究函数的极值与最值
利用导数研究函数的极值与最值导数是研究函数变化率的工具，通过导数可以研究函数的极值和最值。
在这篇文章中，我们将讨论如何利用导数来研究函数的极值和最值。
一、极值的定义和判断条件极值是指函数取得的最大值或最小值。
在数学上，函数f(x)在点x=c处取得极值的充分条件是f'(c)=0，并且f'(x)的符号在x=c的两侧改变。
具体来说，f'(x)大于0时，函数递增；f'(x)小于0时，函数递减。
而当f'(x)从正变为负或从负变为正时，就是函数取得极值的地方。
二、几何图形与导数的关系通过导数的大小和符号，我们可以推断函数的几何行为。
例如，当f'(x)>0时，函数f(x)是递增的，图像是向上的曲线；而当f'(x)<0时，函数f(x)是递减的，图像是向下的曲线。
当f'(x)=0时，函数可能达到极值点。
三、利用导数判断函数的极值1.求导数：首先求出函数f(x)的导数f'(x)。
2.解方程：解方程f'(x)=0，得到可能的极值点x=c。
3.判断符号：将极值点x=c代入f'(x)，判断f'(x)的符号在c的两侧。
如果f'(x)从正变为负，或从负变为正，那么极值点x=c是函数的极值点。
4.检验：将极值点代入函数f(x)中，算出函数值f(c)，判断是否是极值。
四、利用导数求函数的最值1.求导数：求出函数f(x)的导数f'(x)。
2.解方程：解方程f'(x)=0，得到可能的最值点x=c。
3.极值判断：判断c是否是函数的极值点，确定是否是最值点。
4.边界判断：检查函数在定义域的边界上的函数值，判断是否可能是最值。
5.比较：对于所有可能的最值点，比较它们的函数值，得到最大值和最小值。
五、利用导数求出临界点临界点是指导数不存在的点或者导数为零的点。
通过求导数，我们可以找到函数的临界点。
临界点可能是函数的极值点或最值点。
教研《利用导数研究函数的最值》评课稿6月6日
教研《利用导数研究函数的最值》评课稿（6月6日）尊敬的各位领导、老师：大家好！今天上午有幸和大家一起聆听了黄云老师执教的《利用导数研究函数的最值》一课，受益匪浅，黄老师细致认真的教学态度，以及时时处处关注学生、以学生为主体的教学理念，这一课设计巧妙、思路清晰，流畅，重点突出，充分体现教师主导，学生主体作用。
体现了新课程的理念，充分发挥了学生主动性，让学生参与到学习之中，下面我谈谈自己的一些粗浅的想法。
1、通过变式教学引导学生多角度思考和解决最值问题，黄老师由一个具体问题入手，引导学生如何利用分参法解决问题，针对学生在恒成立和存在性问题中常出现的错误，结合多种方法如二阶导、洛必达法则，解决学生在解题中遇到的两大障碍，设计的拓展练习，让学生充分体验了转化策略的方法多样性。
2、课的结构设计是层层递进，转化思维渐渐渗入学生的思维中。
为了能让学生更深地体会到转化策略在空间与图形、数与代数领域的灵活应用。
在练习中，老师从这两个领域出发，设计了相关练习，并大胆放手让学生自主思考，自主练习，让学生充分展示思维过程，通过质疑，讨论，从而突出转化策略的优势所在，产生学好这种策略的兴趣。
同时促使学生进一步积累运用转化策略解决问题的经验，增强解决问题的策略意识，主动克服在解决问题中遇到的困难，获得成功的体。
3、课堂教学活动紧密联系生活实际。
教学活动必须建立在学生原有的生活经验和原来的认知基础上。
这样才能让学生体会数学学习的价值，激发学生学习数学的兴趣。
老师们在备课时依据教学内容，找到了与生活现实的结合点，借助身边的教学素材，创造了有趣的教学情景。
课堂教学永远是一门遗憾的艺术课堂评价学生的方式再多一些形式，多一些学生的互评和自评，树立学生的信心。
以上琐碎之言权当抛砖引玉，如有不妥之处，请黄老师多多包涵，也敬请大家指正，谢谢大家!。
高中数学 利用导数研究函数的极值和最值
专题4 利用导数研究函数的极值和最值 专题知识梳理1.函数的极值（1）函数极值定义:一般地，设函数在点附近有定义，如果对附近的所有的点，都有，就说是函数的一个极大值，记作y 极大值=,是极大值点。
如果对附近的所有的点，都有.就说是函数的一个极小值，记作y极小值=，是极小值点。
极大值与极小值统称为极值.(2)判别f (x 0)是极大、极小值的方法: 若满足，且在的两侧的导数异号，则是的极值点，是极值，并且如果在两侧满足“左正右负”，则是的极大值点，是极大值；如果在两侧满足“左负右正”，则是的极小值点，是极小值.(3)求可导函数f (x )的极值的步骤:①确定函数的定义区间，求导数 ;①求出方程的定义域内的所有实数根；①用函数的导数为的点，顺次将函数的定义域分成若干小开区间，并列成表格.标出在方程根左右的值的符号，如果左正右负，那么f (x )在这个根处取得极大值；如果左负右正，那么f (x )在这个根处取得极小值；如果左右不改变符号，那么f (x )在这个根处无极值。
①根据表格下结论并求出需要的极值。
2. 函数的最值（1）定义：若在函数的定义域内存在,使得对于任意的,都有,则称为函数的最大值，记作;若在函数的定义域内存在,使得对于任意的,都有,则称为函数的最小值，记作;（2）在闭区间上图像连续不断的函数在上必有最大值与最小值．（3）求函数在上的最大值与最小值的步骤：①求在内的极值；①将的各极值与比较，其中最大的一个是最大值，最小的一个是最小值, 从而得出函数在上的最值。
考点探究)(x f x 0x 0f (x )<f (x 0)f (x 0))(x f f (x 0)x 0x 0f (x )>f (x 0)f (x 0))(x f f (x 0)x 00x 0)(0='x f 0x )(x f 0x )(x f )(0x f )(x f '0x 0x )(x f )(0x f )(x f '0x 0x )(x f )(0x f )(x f '¢f (x )=00)(x f ')(x f I x 0x ÎI f (x )£f (x 0))(0x f y max =f (x 0))(x f I x 0x ÎI f (x )³f (x 0))(0x f y min =f (x 0)[]b a ,)(x f []b a ,)(x f []b a ,)(x f (,)a b )(x f f (a ),f (b ))(x f []b a ,考向1 利用导数研究函数的极值 【例】已知函数x x x f ln 1)(+=，求函数()f x 的极值.题组训练1.函数的极大值是________，极小值是________．2.已知函数322()f x x ax bx a =+++在1x =处有极值10，求f (2)的值。
导数题型总结
导数题型总结导数题型总结导数及其应用题型总结题型一：切线问题①求曲线在点（xo，yo）处的切线方程②求过曲线外一点的切线方程③求已知斜率的切线方程④切线条数问题例题1：已知函数f（x）=x+x-16，求：（1）曲线y=f（x）在点（2，-6）处的切线方程（2）过原点的直线L是曲线y=f（x）的切线，求它的方程及切点坐标（3）如果曲线y=f（x）的某一切线与直线y=-(1/4)x+3垂直，求切线方程及切点坐标例题2：已知函数f（x）=ax+2bx+cx在xo处去的极小值-4.使其导数f”(x)>0的x的取值范围为（1,3），求：（1）f(x)的解析式；（2）若过点P （-1，m）的曲线y=f(x)有三条切线，求实数m的取值范围。
题型二：复合函数与导数的运算法则的综合问题例题3：求函数y=xcos （x+x-1）sin（x+x-1）的导数题型三：利用导数研究函数的单调区间①求函数的单调区间（定义域优先法则）②求已知单调性的含参函数的参数的取值范围③证明或判断函数的单调性例题4：设函数f(x)=x+bx+cx，已知g（x）=f(x)-f”(x)是奇函数，求y=g （x）的单调区间例题5：已知函数f(x)=x3-ax-1，（1）若f(x)在实数集R上单调递增，求实数a的取值范围（2）是否存在实数a，使f(x)在（-1,1）上单调递减？若存在，求出a的范围；若不存在，说明理由。
例题6：证明函数f(x)=lnx/x2在区间（0,2）上是减函数。
题型四：导数与函数图像问题例1：若函数y=f(x)的导函数在区间[a,b]上是增函数，则函数y=f(x)在[a,b]上的图象可能是y题型五：利用导数研究函数的极值和最值例题7：已知函数f(x)=-x3+ax2+bx在区间（-2,1）上x=-1时取得极小值，x=2/3时取得极yy32323oaoobxoabxbxabxaA．B．C．D．大值。
求（1）函数y=f(x)在x=-2时的对应点的切线方程（2）函数y=f(x)在[-2,1]上的最大值和最小值。
导数的应用(第3课时)利用导数研究函数的最值和二次函数(课件)高二数学(沪教版2020选择性必修二)
在闭区间上的连续函数 ， 函数的最大值与最小 ， 可以直观地理解为在区间 I上图像为一条连绵不断的曲线的函数 ． 更精确及普适的连续函 数的定义 ， 要用到严格的极限语言 ， 在高等数学中才能给出 ．
例9.已知（f x）＝-x2＋６x 1，求函数y （f x）在区间［ ０，７］ 上的最大值与最小值
解 由本节例 ６ 可知 ， 函数 （f x）＝-x2＋６x 1 的驻点为 x ＝３ ，比较 f（ ３ ） ＝８ ， f（ ０ ） ＝－１ ， f（ ７ ） ＝－８ ， 可知该函数在 ［ ０ ， ７ ］ 上的最大值是 ８ ， 最小值是 －８ ， 如图 ５-３-３ 所示
首先 ，可以利用导数的正负来判断函数y=ax2 +bx+c（a＞０）的单调性 ， 同时求出它的极值 ．
记f (x)=ax2 +bx+c ．对该函数求导 ，可得f (x)＝２ax＋b，令f (x)＝０，
解得函数有唯一驻点x0 ＝-
b ．可以列表如下 2a
：
因此 ，函数y f (x)的单调减区间为( - ，- b ),单调增区间为(- b ，+)
当 Δ≤０ 时 ， 该不等式的解集为 Ｒ． 这就很方便地得到必修课程 第 ２ 章中的相应结论 ．
课本练习 宋老师数学精品工作室
１． 判断下列说法是否正确 ， 并说明理由 ： （ １ ） 函数在某区间上的极大值不会小于它的极小值 ； （ ２ ） 函数在某区间上的最大值不会小于它的最小值 ； （ ３ ） 函数在某区间上的极大值就是它在该区间上的最大值 ； （ ４ ） 函数在宋某老区师间数上学的精最品大工值作就室是它在该区间上的极大值 ．
第 5 章导数及其应用
高考复习-利用导数研究函数的单调性及极值和最值
利用导数研究函数的单调性及极值和最值知识集结知识元利用导数研究函数的单调性问题知识讲解1．利用导数研究函数的单调性【知识点的知识】1、导数和函数的单调性的关系：（1）若f′（x）＞0在（a，b）上恒成立，则f（x）在（a，b）上是增函数，f′（x）＞0的解集与定义域的交集的对应区间为增区间；（2）若f′（x）＜0在（a，b）上恒成立，则f（x）在（a，b）上是减函数，f′（x）＜0的解集与定义域的交集的对应区间为减区间．2、利用导数求解多项式函数单调性的一般步骤：（1）确定f（x）的定义域；（2）计算导数f′（x）；（3）求出f′（x）＝0的根；（4）用f′（x）＝0的根将f（x）的定义域分成若干个区间，列表考察这若干个区间内f′（x）的符号，进而确定f（x）的单调区间：f′（x）＞0，则f（x）在对应区间上是增函数，对应区间为增区间；f′（x）＜0，则f（x）在对应区间上是减函数，对应区间为减区间．【典型例题分析】题型一：导数和函数单调性的关系典例1：已知函数f（x）的定义域为R，f（﹣1）＝2，对任意x∈R，f′（x）＞2，则f（x）＞2x+4的解集为（）A．（﹣1，1）B．（﹣1，+∞）C．（﹣∞，﹣1）D．（﹣∞，+∞）解：f（x）＞2x+4，即f（x）﹣2x﹣4＞0，设g（x）＝f（x）﹣2x﹣4，则g′（x）＝f′（x）﹣2，∵对任意x∈R，f′（x）＞2，∴对任意x∈R，g′（x）＞0，即函数g（x）单调递增，∵f（﹣1）＝2，∴g（﹣1）＝f（﹣1）+2﹣4＝4﹣4＝0，则由g（x）＞g（﹣1）＝0得x＞﹣1，即f（x）＞2x+4的解集为（﹣1，+∞），故选：B题型二：导数和函数单调性的综合应用典例2：已知函数f（x）＝alnx﹣ax﹣3（a∈R）．（Ⅰ）求函数f（x）的单调区间；（Ⅱ）若函数y＝f（x）的图象在点（2，f（2））处的切线的倾斜角为45°，对于任意的t∈[1，2]，函数在区间（t，3）上总不是单调函数，求m的取值范围；（Ⅲ）求证：．解：（Ⅰ）（2分）当a＞0时，f（x）的单调增区间为（0，1]，减区间为[1，+∞）；当a＜0时，f（x）的单调增区间为[1，+∞），减区间为（0，1]；当a＝0时，f（x）不是单调函数（4分）（Ⅱ）得a＝﹣2，f（x）＝﹣2lnx+2x﹣3∴，∴g'（x）＝3x2+（m+4）x﹣2（6分）∵g（x）在区间（t，3）上总不是单调函数，且g′（0）＝﹣2∴由题意知：对于任意的t∈[1，2]，g′（t）＜0恒成立，所以有：，∴（10分）（Ⅲ）令a＝﹣1此时f（x）＝﹣lnx+x﹣3，所以f（1）＝﹣2，由（Ⅰ）知f（x）＝﹣lnx+x﹣3在（1，+∞）上单调递增，∴当x∈（1，+∞）时f（x）＞f（1），即﹣lnx+x﹣1＞0，∴lnx＜x﹣1对一切x∈（1，+∞）成立，（12分）∵n≥2，n∈N*，则有0＜lnn＜n﹣1，∴∴【解题方法点拨】若在某区间上有有限个点使f′（x）＝0，在其余的点恒有f′（x）＞0，则f（x）仍为增函数（减函数的情形完全类似）．即在区间内f′（x）＞0是f（x）在此区间上为增函数的充分条件，而不是必要条件．例题精讲利用导数研究函数的单调性问题例1.函数f（x）=e x-3x+2的单调减区间为__________．例2.若函数y=-x3+ax在[1，+∞）上是单调函数，则a的最大值是___．例3.函数f（x）=sin x-x，x∈（0，）的单调递增区间是_______．利用导数研究函数的极值与最值问题知识讲解1．利用导数研究函数的极值【知识点的知识】1、极值的定义：（1）极大值：一般地，设函数f（x）在点x0附近有定义，如果对x0附近的所有的点，都有f （x）＜f（x0），就说f（x0）是函数f（x）的一个极大值，记作y极大值＝f（x0），x0是极大值点；（2）极小值：一般地，设函数f（x）在x0附近有定义，如果对x0附近的所有的点，都有f （x）＞f（x0），就说f（x0）是函数f（x）的一个极小值，记作y极小值＝f（x0），x0是极小值点．2、极值的性质：（1）极值是一个局部概念，由定义知道，极值只是某个点的函数值与它附近点的函数值比较是最大或最小，并不意味着它在函数的整个的定义域内最大或最小；（2）函数的极值不是唯一的，即一个函数在某区间上或定义域内极大值或极小值可以不止一个；（3）极大值与极小值之间无确定的大小关系，即一个函数的极大值未必大于极小值；（4）函数的极值点一定出现在区间的内部，区间的端点不能成为极值点，而使函数取得最大值、最小值的点可能在区间的内部，也可能在区间的端点．3、判别f（x0）是极大、极小值的方法：若x0满足f′（x0）＝0，且在x0的两侧f（x）的导数异号，则x0是f（x）的极值点，f（x0）是极值，并且如果f′（x）在x0两侧满足“左正右负”，则x0是f（x）的极大值点，f（x0）是极大值；如果f′（x）在x0两侧满足“左负右正”，则x0是f（x）的极小值点，f（x0）是极小值．4、求函数f（x）的极值的步骤：（1）确定函数的定义区间，求导数f′（x）；（2）求方程f′（x）＝0的根；（3）用函数的导数为0的点，顺次将函数的定义区间分成若干小开区间，并列成表格，检查f′（x）在方程根左右的值的符号，如果左正右负，那么f（x）在这个根处取得极大值；如果左负右正，那么f（x）在这个根处取得极小值；如果左右不改变符号即都为正或都为负，则f （x）在这个根处无极值．【解题方法点拨】在理解极值概念时要注意以下几点：（1）按定义，极值点x0是区间[a，b]内部的点，不会是端点a，b（因为在端点不可导）．（2）极值是一个局部性概念，只要在一个小领域内成立即可．要注意极值必须在区间内的连续点取得．一个函数在定义域内可以有许多个极小值和极大值，在某一点的极小值也可能大于另一个点的极大值，也就是说极大值与极小值没有必然的大小关系，即极大值不一定比极小值大，极小值不一定比极大值小．（3）若f（x）在（a，b）内有极值，那么f（x）在（a，b）内绝不是单调函数，即在区间上单调的函数没有极值．（4）若函数f（x）在[a，b]上有极值且连续，则它的极值点的分布是有规律的，相邻两个极大值点之间必有一个极小值点，同样相邻两个极小值点之间必有一个极大值点，一般地，当函数f（x）在[a，b]上连续且有有限个极值点时，函数f（x）在[a，b]内的极大值点、极小值点是交替出现的，（5）可导函数的极值点必须是导数为0的点，但导数为0的点不一定是极值点，不可导的点也可能是极值点，也可能不是极值点．2．利用导数研究函数的最值【利用导数求函数的最大值与最小值】1、函数的最大值和最小值观察图中一个定义在闭区间[a，b]上的函数f（x）的图象．图中f（x1）与f（x3）是极小值，f （x2）是极大值．函数f（x）在[a，b]上的最大值是f（b），最小值是f（x1）．一般地，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．说明：（1）在开区间（a，b）内连续的函数f（x）不一定有最大值与最小值．如函数f（x）＝在（0，+∞）内连续，但没有最大值与最小值；（2）函数的最值是比较整个定义域内的函数值得出的；函数的极值是比较极值点附近函数值得出的．（3）函数f（x）在闭区间[a，b]上连续，是f（x）在闭区间[a，b]上有最大值与最小值的充分条件而非必要条件．（4）函数在其定义区间上的最大值、最小值最多各有一个，而函数的极值可能不止一个，也可能没有一个2、用导数求函数的最值步骤：由上面函数f（x）的图象可以看出，只要把连续函数所有的极值与定义区间端点的函数值进行比较，就可以得出函数的最值了．设函数f（x）在[a，b]上连续，在（a，b）内可导，则求f（x）在[a，b]上的最大值与最小值的步骤如下：（1）求f（x）在（a，b）内的极值；（2）将f（x）的各极值与f（a）、f（b）比较得出函数f（x）在[a，b]上的最值．【解题方法点拨】在理解极值概念时要注意以下几点：（1）按定义，极值点x0是区间[a，b]内部的点，不会是端点a，b（因为在端点不可导）．（2）极值是一个局部性概念，只要在一个小领域内成立即可．要注意极值必须在区间内的连续点取得．一个函数在定义域内可以有许多个极小值和极大值，在某一点的极小值也可能大于另一个点的极大值，也就是说极大值与极小值没有必然的大小关系，即极大值不一定比极小值大，极小值不一定比极大值小．（3）若f（x）在（a，b）内有极值，那么f（x）在（a，b）内绝不是单调函数，即在区间上单调的函数没有极值．（4）若函数f（x）在[a，b]上有极值且连续，则它的极值点的分布是有规律的，相邻两个极大值点之间必有一个极小值点，同样相邻两个极小值点之间必有一个极大值点，一般地，当函数f（x）在[a，b]上连续且有有限个极值点时，函数f（x）在[a，b]内的极大值点、极小值点是交替出现的，（5）可导函数的极值点必须是导数为0的点，但导数为0的点不一定是极值点，不可导的点也可能是极值点，也可能不是极值点．例题精讲利用导数研究函数的极值与最值问题例1.函数y=lnx-e x在[1，e]最大值为（）A．1-e e B．C．-eD．例2.己知定义域为（1，+∞）的函数f（x）=e x+a-ax，若f（x）>0恒成立，则正实数a的取值范围为（）A．（0，e2]B．（0，e2）C．[1，e2]D．（1，e2）例3.函数f（x）=x2-lnx的最小值为（）A．1+ln2B．1-ln2C．D．当堂练习单选题练习1.定义在R上的函数f（x）的导函数为f'（x），且，若存在实数x使不等式f（x）≤m2-am-3对于a∈[0，2]恒成立，则实数m的取值范围为（）A．（-∞，-2]∪[2，+∞）B．C．D．练习2.若函数f（x）与g（x）满足：存在实数t，使得f（t）=g'（t），则称函数g（x）为f（x）的“友导”函数．已知函数为函数f（x）=x2lnx+x的“友导”函数，则k的取值范围是（）A．（-∞，1）B．（-∞，2]C．（1，+∞）D．[2，+∞）练习3.函数f（x）是定义在（0，+∞）上的可导函数，f'（x）为其导函数，若xf'（x）+f（x）=e x（x-2）且f（3）=0，则不等式f（x）<0的解集为（）A．（0，2）B．（0，3）C．（2，3）D．（3，+∞）练习4.已知定义在（0，+∞）上的函数f（x）的导函数为f′（x），f（x）>0且f（e）=1，若xf′（x）lnx+f（x）>0对任意x∈（0，+∞）恒成立，则不等式<lnx的解集为（）A．{x|0<x<1}B．{x|x>1}C．{x|x>e}D．{x|0<x<e}练习5.已知函数f（x）=x3-x2+ax-a存在极值点x0，且f（x1）=f（x0），其中x1≠x0，x1+2x0=（）A．3B．2C．1D．0练习6.若函数f（x）=e x+axlnx（e为自然对数的底数）有两个极值点，则实数a的取值范围是（）A．（-∞，-e）B．（-∞，-2e）C．（e，+∞）D．（2e，+∞）填空题练习1.已知函数f（x）=，若∃，使得f（f（x0））=x0，则m的取值范围是_________练习2.设函数f（x）=e x（2x-1）-2ax+2a，其中a<1，若存在唯一的整数x0，使得f（x0）<0，则a的取值范围是_______．练习3.已知函数，若当x1，x2∈[1，3]时，都有f（x1）<2f（x2），则a的取值范围为______________．练习4.若函数f（x）=e-x（x2+ax-a）在R上单调递减，则实数a的值为____．练习5.已知函数，g（x）=|x-t|，t∈（0，+∞）．若h（x）=min{f（x），g （x）}在[-1，3]上的最大值为2，则t的值为___．练习6.已知函数f（x）=x3-ax2在（-1，1）上没有最小值，则a的取值范围是_________．解答题练习1.'已知函数f（x）=e x-a（x+1），其中a∈R．（1）讨论f（x）的单调性；（2）若a>0时，函数f（x）恰有一个零点，求实数a的值．（3）已知数列{a n}满足a n=，其前n项和为S n，求证S n>ln（n+1）（其中n∈N）．'练习2.'已知函数f（x）=（a∈R）．（1）当a=1时，求f（x）的单调区间；（2）设点P（x1，y1），Q（x2，y2）是函数f（x）图象的不同两点，其中0<x1<1，x2>1，是否存在实数a，使得OP⊥OQ，且函数f（x）在点Q切线的斜率为f′（x1-），若存在，请求出a的范围；若不存在，请说明理由．'练习3.'已知函数f（x）=x2+ax-alnx（1）若函数f（x）在上递减，在上递增，求实数a的值．（2）若函数f（x）在定义域上不单调，求实数a的取值范围．（3）若方程x-lnx-m=0有两个不等实数根x1，x2，求实数m的取值范围，并证明x1x2<1．'练习4.'已知函数f（x）=xlnx-x2-ax+1，a>0，函数g（x）=f′（x）．（1）若a=ln2，求g（x）的最大值；（2）证明：f（x）有且仅有一个零点．'练习5.'已知函数f（x）=e x-ax-b．（其中e为自然对数的底数）（Ⅰ）若f（x）≥0恒成立，求ab的最大值；（Ⅱ）设g（x）=lnx+1，若F（x）=g（x）-f（x）存在唯一的零点，且对满足条件的a，b不等式m（a-e+1）≥b恒成立，求实数m的取值集合．'。
导数的应用--函数的最大值与最小值
L 1 q 21
令
L
，0 即
4
1 4
q
21
，0 求得唯一的极值点
q 84
答：产量为84时，利润L最大。
课堂练习
1．下列说法正确的是( D )
A.函数的极大值就是函数的最大值
B.函数的极小值就是函数的最小值
C.函数的最值一定是极值
D.在闭区间上的连续函数一定存在最值
2. 函 数 y=f(x) 在 区 间 ［ a,b ］ 上 的 最 大 值 是 M ， 最 小 值 是 m,若
(3)检查f ′(x)在方程f ′(x)=0的根的左右的符号，
并根据符号确定极大值与极小值. 口诀：左负右正为极小，左正右负为极大。
3、f x
=
0是可导函数
f
(x)在x
=
x
处取极值的必
0
要而不充分条件。
4、f x
在x
0两侧的导数异号是x
为极值点的充要条件。
0
新课讲授
1.函数的最大值和最小值
值点，从图象角度理解即只有一个波峰，是单峰的，因而 这个极值点就是最值点，不必考虑端点的函数值
例4圆柱形金属饮料罐的容积一定时，它的高与底与半径 应怎样选取，才能使所用的材料最省？
解：设圆柱的高为h，底半径为R，则表面积
S=2πRh+2πR2
由V=πR2h，得
S(R)= 2πR V
h
V ，则 R2 2V
y
f (x)
a
x1
O x2
x3
bx
例题讲解
例1、求函数f(x)=x2-4x+6在区间[1，5]内的最大值 和最小值 法一 (利用二次函数单调性)、 将二次函数f(x)=x2-4x+6配方，结合二次函数图像来解决。
湘教版高考总复习一轮数学精品课件 第4章一元函数的导数及其应用 第3节利用导数研究函数的极值、最值
A.-1
B.0
C.1
D.2
解析 由题意f'(x)=g(x)=(x-1)(x2-3x+a),若1不是函数f(x)的极值点,设h(x)=x23x+a,则h(1)=0,即1-3+a=0⇒a=2,当a=2时,f'(x)=(x-1)(x2-3x+2)
=(x-1)2(x-2),故当x>2时,f'(x)>0;当x<2且x≠1时,f'(x)<0,因此x=2是f(x)的极值
3
5.(湘教版选择性必修第二册1.3.3节练习第2题改编)函数
4
4
3
区间[0,3]上的最大值是
,最小值是
.
解析 f'(x)=x2-4,令f'(x)=0,解得x=2或x=-2(舍去).
当x∈(0,2)时,f'(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(2,3)时,f'(x)>0,f(x)单调递增.
所以当 x=2
f'(x)<0,得
0<x<;由
f'(x)>0,得
x>,所以函数
f(x)在区间
0,
上单调递减,在
区间Βιβλιοθήκη ,+∞
上单调递增,f(x)在区间(0,+∞)上不存在最大值,不符合题意.当
a<0 时,若 b≥0,则 x>0 时,f'(x)<0,f(x)在区间(0,+∞)上单调递减,当 x→+∞
时,f(x)→-∞,当 x→0+时,f(x)→+∞,无最大值,不符合题意.当 b<0 时,易知函数 f(x)
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最大值为f( 1 )= 1 e-1+c.…………………………………………4分 22
(2)令g(x)=|ln x|-f(x)=|ln x|-xe-2x-c，x∈(0,+
∞).……5分
(ⅰ)当x∈(1，+∞)时，ln x>0，则g(x)=ln x-xe-2x-c，
e2x
所以g′(x)=e-2x( x +2x-1)，
－
0
＋
h(x)
↗
28
↘ －4
↗3
由此可知： 当k≤－3时，函数h(x)在区间[k,2]上的最大值为h(－3)＝28； 当－3<k<2时，函数h(x)在区间[k,2]上的最大值小于28. 因此，k的取值范围是(－∞，－3]．
奇思妙想：本例(2)问条件不变，当 a2＝4b 时，求函数 f(x)＋ g(x) 的 单调 区间 ， 并求 其在 区 间（— ∞ ，-1 ]上 的最 大 值．
∴x＝1是方程f′(x)＝0的唯一解． ∵当0<x<1时，f′(x)＝1－x2lnx－1>0； 当x>1时，f′(x)<0. ∴函数f(x)在(0,1)上单调递增，在(1，＋∞)上单调递 减．
(2)由(1)知函数f(x)在(0,1)上单调递增，在(1，＋∞)上单
调递减．
故①当0<2m≤1，即0<m≤
y＝f(x)的所有极值连同端点处的函数值进行比较，就可以求出函数
的最大(小)值．
[变式探究] 已知函数 f(x)＝lnxx－x. (1)求函数 f(x)的单调区间； (2)设 m>0，求 f(x)在[m,2m]上的最大值．
解：(1)∵f′(x)＝1－x2lnx－1， 令f′(x)＝0，得x2＝1－lnx. 显然x＝1是上面方程的解． 令g(x)＝x2＋lnx－1，x∈(0，＋∞)， 则g′(x)＝2x＋1x>0， ∴函数g(x)在(0，＋∞)上单调递增．
[审题视点] (1)曲线在某点处的斜率就是该点处的导数，构建方程组求a，b的值； (2)本题中函数的极大值同时也是最大值，由此来确定字母k的取值范围．
[解] (1)f′(x)＝2ax，g′(x)＝3x2＋b. 因为曲线y＝f(x)与曲线y＝g(x)在它们的交点(1，c)处具有公共切线， 所以f(1)＝g(1)，且f′(1)＝g′(1)， 即a＋1＝1＋b，且2a＝3＋b， 解得a＝3，b＝3.
e2x
分
令(1-2x)e-2x=0，解得x=
1. 2
当x<1 时，f′(x)>0，f(x)是增加的， 2
当x> 1 时，f′(x)<0，f(x)是减少的. 2
……………………………………2分
所以f(x)的单调增区间为（-∞, 1 ），
单调减区间为（1 ，+∞）.
2
2
………………………………………………………………………3分
导数的应用3—利用导数研究函数的最值
考纲要求
会求闭区间上函数的最大值、最小值(其中 多项式函数一般不超过三次)．
预备训练
1.函数f(x)＝x3－3x2＋2在区间[－1,1]上的最大
值是( )
A．－2
B．0
C．2
D．4
答案：C
解析：f′(x)＝3x2－6x＝3x(x－2)，
f(0)＝2，f(2)＝－2，f(－1)＝－2，f(1)＝0，
x
x
e2x
(
1 xe2x
2x
1)
e2x (
e2x x
2x
1)，
所以g′(x)=e-2x(
e2x x
+2x-1),………………………………7分
1 2
时，f(x)在[m,2m]上单调递
增．
∴f(x)max＝f(2m)＝ln22mm－2m. ②当m≥1时，f(x)在[m,2m]上单调递减， ∴f(x)max＝f(m)＝lnmm－m. ③当m<1<2m，即12<m<1时， f(x)max＝f(1)＝－1.
例2 [2012·天津高考]已知函数f(x)＝13x3＋1－2 ax2－ax－ a，x∈R，其中a>0.
2. 从个数上看，一个函数在其定义域上的最值是 唯一的，而极值不一定唯一．
3. 函数的极值不一定是最值，需对极值和区间端 点的函数值进行比较，或者考查函数在区间内的单调 性.已知函数f(x)＝ax2＋1(a>0)，g(x)＝x3＋bx. (1)若曲线y＝f(x)与曲线y＝g(x)在它们的交点(1，c)处具有公共切线，求a，b的值； (2)当a＝3，b＝－9时，若函数f(x)＋g(x)在区间[k,2]上的最大值为28，求k的取值范
(1)求函数f(x)的单调区间； (2)若函数f(x)在区间(－2,0)内恰有两个零点，求a的取 值范围．
[审题视点] (1)先对f(x)求导，解不等式f′(x)>0和f′(x)<0即可求出单调区间，(2) 零点的分布主要结合图象，得到符合题意的数学关系式，确定参数的取值．
[解] (1)f′(x)＝x2＋(1－a)x－a＝(x＋1)(x－a)．由f′(x)＝0，得x1＝－1，x2＝a> 0.
[变式探究] 已知函数f(x)＝2x＋alnx－2(a>0)． (1)若曲线y＝f(x)在点P(1，f(1))处的切线与直线y＝x＋2 垂直，求函数y＝f(x)的单调区间； (2)记g(x)＝f(x)＋x－b(b∈R)，当a＝1时，方程g(x)＝0 在区间[e－1，e]上有两个不同的实根， 求实数b的取值范 围．
∴h(t)在(0，
2 2
)上单调递减，在(
2 2
，＋∞)上单调递
增．
∴当t＝
2 2
时，h(t)取最小值，即t＝
2 2
时，|MN|取最小
值，故选D.
课前自主导学
1.函数的最值
(1)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________和_______ _．
当x变化时，f′(x)，f(x)的变化如下表：
x f′(x)
f(x)
(－∞，－1) ＋ ↗
－1
0 极大值
(－1，a) － ↘
a
0 极小值
(a， ＋∞)
＋
↗
故函数f(x)的单调递增区间是(－∞，－1)，(a，＋∞)； 单调递减区间是(－1，a)．
(2)由(1)知f(x)在区间(－2，－1)内单调递增，在区间(－ 1,0)内单调递减，从而函数f(x)在区间(－2,0)内恰有两个零点
解：(1)函数 f(x)的定义域为(0，＋∞)． 因为 f′(x)＝－x22＋ax，且知直线 y＝x＋2 的斜率为 1. 所以 f′(1)＝－122＋a1＝－1，所以 a＝1. 所以 f(x)＝2x＋lnx－2，f′(x)＝x－x22.
由f′(x)>0，解得x>2；由f′(x)<0，解得0<x<2. 所以f(x)的单调增区间是(2，＋∞)，单调减区间是 (0,2)． (2)依题得g(x)＝2x＋lnx＋x－2－b，则g′(x)＝x2＋xx2－2. 由g′(x)>0解得x>1；由g′(x)<0解得0<x<1. 所以函数g(x)在区间(0,1)为减函数，在区间(1，＋∞)为 增函数．
相加得15＋2b＋2c≤0，∴b＋c≤－125.
6．设直线 x＝t 与函数 f(x)＝x2，g(x)＝lnx 的图象分别
交于点 M，N，则当|MN|达到最小时 t 的值为( )
A．1
B.12
C.
5 2
D.
2 2
答案：D
解析：如图：|MN|＝f(t)－g(t) ＝t2－lnt(t>0)， 令h(t)＝t2－lnt(t>0)， 则h′(t)＝2t－1t ＝2t2－t 1， 令h′(t)>0，得t> 22， 令h′(t)<0得0<t< 22，
∴f(x)的最大值为2.
B
3．[2012·大纲全国高考]已知函数y＝x3－3x＋c 的图象与x轴恰有两个公共点，则c＝( )
A. －2或2
B. －9或3
C. －1或1
D. －3或1
答案：A
解析：y′＝3x2－3＝3(x＋1)(x－1)． 当y′>0时，x<－1或x>1；当y′<0时，－1<x<1. ∴函数的递增区间为(－∞，－1)和(1，＋∞)，递减区间为(－1,1)． ∴x＝－1时，取得极大值；x＝1时，取得极小值． 要使函数图象与x轴恰有两个公共点，只需： f(－1)＝0或f(1)＝0，即(－1)3－3×(－1)＋c＝0或13－3×1＋c＝0，∴c＝－2或c＝ 2.
6 ∞)
h′(x)
＋
0
－
0＋
h(x)
↗
↘
↗
所以h(x)的单调递增区间为(－∞，－a2)和(－a6，＋∞)；
单调递减区间为(－a2，－a6)．
函数的最大(小)值是在函数极大(小)值基础上的发展．从函数
图象上可以直观地看出：如果在闭区间[a，b]上函数y＝f(x)的图象
是一条连续不断的曲线，那么它必有最大值和最小值，只要把函数
规范解答 导数在研究函数中的应用
【典例】(12分)(2013·山东高考)设函数f(x)=
x e2x
c.
(1)求f(x)的单调区间，最大值.
(2)讨论关于x的方程|ln x|=f(x)根的个数.
解题导思 研读信息 快速破题
规范解答 阅卷标准 体会规范
(1)因为f(x)= x +c,所以f′(x)=(1-2x)e-2x，………………1
No.2 角度关键词：技巧点拨
利用导数证明不等式，就是把不等式恒成立的问 题，通过构造函数，转化为利用导数求函数最值的问 题．应用这种方法的难点是如何根据不等式的结构特 点或者根据题目证明目标的要求，构造出相应的函数 关系式．解题的基本思路是从函数的角度分析和理解 需要证明的不等式的结构特点，然后去构造函数，或 者从不等式证明的放缩方向上去构造函数，使所构造 出的函数是不等式证明所需要的最佳函数．