人教版广东省惠州市第一中学高二数学选修2-2 第一章 导数及其应用 函数极值与导数 函数的最大(小)

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(人教版)高中数学选修2-2课件:第1章 导数及其应用1.3.2

(人教版)高中数学选修2-2课件:第1章 导数及其应用1.3.2
小值点,f(a)叫做函数y=f(x)的极小值.
数学 选修2-2
第一章 导数及其应用
自主学习 新知突破 合作探究 课堂互动 高效测评 知能提升
极大值点与极大值
若函数y=f(x)在点x=b的函数值f(b)比它在点x=b附近其它 0 ;而且在点 x = b 附近的左侧 点的函数值都大, f′(b) = ______ f′(x)>0 f′(x)<0 ,就把点b叫做函数y=f(x)的极 __________ ,右侧__________ 大值点,f(b)叫做函数y=f(x)的极大值.
③y=f(x)在x=0处切线的斜率小于零;
④y=f(x)在区.②③
B.①④
D.③④
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第一章 导数及其应用
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解析:
由导函数图象知函数 f(x) 在( -∞,-3) 上单调递
解析:
D.极小值点x=1
y′=6x(x2-1)2=0有三个根,x1=-1,x2=0,x3
=1,由解y′>0得x>0;由解y′<0得x<0,只有x=0是极小值点,
故选C.
答案: C
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第一章 导数及其应用
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3.函数f(x)=x3-3x2+1的极小值点为________.
么,f(x0)是极大值.
f′(x)<0 ,右侧__________ f′(x)>0 (2)如果在x0附近的左侧__________ ,那 么,f(x0)是极小值.
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第一章 导数及其应用
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人教版高中数学选修2-2学案:第一章1.31.3.2函数的极值与导数

人教版高中数学选修2-2学案:第一章1.31.3.2函数的极值与导数

1. 3.2函数的极值与导数预习课本P26~ 29,思虑并达成以下问题(1)函数极值点、极值的定义是什么?(2)函数获得极值的必需条件是什么?(3)求可导函数极值的步骤有哪些?[新知初探 ]1.函数极值的观点(1) 函数的极大值一般地,设函数y= f(x)在点 x0及邻近有定义,假如对x0邻近的全部的点,都有f(x)<f(x0),就说 f(x0 )是函数 y= f(x)的一个极大值,记作y 极大值= f(x0), x0是极大值点.(2) 函数的极小值一般地,设函数y= f(x)在点x0及邻近有定义,假如对x0邻近的全部的点,都有f(x)>f(x0),就说f(x0)是函数y= f(x)的一个极小值,记作y 极小值= f(x0), x0是极小值点.极大值与极小值统称为极值.[点睛 ]怎样理解函数极值的观点(1)极值是一个局部观点,极值不过某个点的函数值,与它邻近点的函数值比较它是最大值或最小值,但其实不意味着它在函数的整个定义域内是最大值或最小值.(2)一个函数在某区间上或定义域内的极大值或极小值能够不只一个.(3)函数的极大值与极小值之间无确立的大小关系.(4)函数的极值点必定出此刻区间的内部,区间的端点不可以成为极值点.(5)单一函数必定没有极值.2.求函数 y= f(x)极值的方法一般地,求函数y= f(x)的极值的方法是:解方程 f′(x)= 0. 当 f′(x)= 0 时:(1)假如在 x0邻近的左边 f′(x)> 0,右边 f′(x)< 0,那么 f( x0)是极大值;(2)假如在 x0邻近的左边 f′(x)< 0,右边 f′(x)> 0,那么 f( x0)是极小值.[点睛 ]一般来说,“f′(x0)=0”是“函数y=f(x)在点x0处获得极值”的必需不充足条件.若可导函数 y= f(x)在点 x处可导,且在点 x处获得极值,那么 f′(x000)=0;反之,若f′(x0)=0,则点 x0不必定是函数 y= f(x)的极值点.[小试身手 ]1.判断 (正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数 f(x)= x3+ ax2- x+ 1必有 2个极值. ()(2)在可导函数的极值点处,切线与x 轴平行或重合. ()1(3)函数 f(x)=x有极值. ()答案: (1) √ (2) √ (3) ×2.以下四个函数:①y= x3;② y= x2+ 1;③ y= |x|;④ y= 2x,此中在 x= 0 处获得极小值的是()A.①②B.②③C.③④D.①③答案: B3.已知函数 y= |x2-1|,则 ()A. y 无极小值,且无极大值B. y 有极小值- 1,但无极大值C. y 有极小值0,极大值 1D. y 有极小值0,极大值- 1答案: C4. 函数 f(x)= x+ 2cos x 在 0,π上的极大值点为 () 2πA. 0 B.6ππC. 3D.2答案: B运用导数解决函数的极值问题题点一:知图判断函数的极值1.已知函数y= f( x),其导函数y= f′(x)的图象以下图,则y= f(x)()A.在 (-∞, 0)上为减函数C.在 (4,+∞)上为减函数分析:选 C由导函数的图象可知:B.在 x=0 处取极小值D.在 x=2 处取极大值x∈ (-∞, 0)∪ (2,4) 时, f′(x)>0, x∈ (0,2)∪ (4,+∞)时, f′(x)<0 ,所以 f(x)在 (-∞, 0), (2,4)上为增函数,在(0,2), (4,+∞)上为减函数,所以 x= 0 获得极大值, x=2 获得极小值, x= 4 获得极大值,所以选 C.题点二:已知函数求极值2.求函数-x 的极值.f(x)= x2e解:函数的定义域为R,f′(x)= 2xe x+ x2·e x·(- x) ′--= 2xe x- x2·e x--= x(2- x)e-x .-x令 f′(x)= 0,得 x(2- x) ·e = 0,解得 x= 0 或 x= 2.当 x 变化时, f′(x), f( x)的变化状况以下表:x(-∞, 0)0(0, 2)2(2,+∞) f′(x)-0+0-f(x)极小值 0- 2极大值 4e所以当 x= 0时, f(x)有极小值,并且极小值为f(0) = 0;当 x= 2 时, f(x)有极大值,并且极大值为f(2)= 4e-24= 2.e题点三已知函数的极值求参数3.已知函数 f (x)的导数 f′(x)= a(x+ 1)(x- a),若 f (x)在 x=a 处取到极大值,则 a 的取值范围是 ()A. (-∞,- 1)B. (0,+∞)C. (0,1)D. (- 1,0)分析:选D若 a<- 1,∵ f′(x)= a(x+ 1)(x- a),∴ f( x)在 (-∞, a)上单一递减,在(a,- 1)上单一递加,∴f(x)在 x= a 处获得极小值,与题意不符;若- 1<a<0,则 f(x)在 (- 1, a)上单一递加,在 (a,+∞)上单一递减,进而在 x= a 处获得极大值.若 a>0,则 f (x)在 (- 1, a)上单一递减,在 (a,+∞)上单一递加,与题意矛盾,∴选 D.4.已知 f(x)= ax5- bx3+ c 在 x=±1 处的极大值为 4,极小值为 0,试确立 a, b, c 的值.解: f′(x)= 5ax4-3bx2= x2(5ax2- 3b).由题意, f′(x)= 0 应有根 x=±1,故 5a= 3b,于是 f′(x)= 5ax2(x2- 1)(1)当 a> 0, x 变化时, f′(x), f(x)的变化状况以下表:x (-∞,-- 1(- 1,0)0(0,1)1(1,+∞) 1)f′(x)+0-0-0+f (x)极大值无极值极小值4= f-=-a+b+c,由表可知:0= f=a-b+c.又 5a= 3b,解之得: a= 3, b= 5, c= 2.(2)当 a< 0 时,同理可得 a=- 3, b=- 5, c= 2.1.求函数极值的步骤(1)确立函数的定义域.(2)求导数 f′(x).(3)解方程 f′(x)= 0 得方程的根.(4)利用方程 f′(x)= 0 的根将定义域分红若干个小开区间,列表,判断导函数在各个小开区间的符号.(5) 确立函数的极值,假如f′(x)的符号在x0处由正(负)变负(正),则f(x)在x0处获得极大(小 )值.2.已知函数极值,确立函数分析式中的参数时,注意两点(1)依据极值点的导数为 0 和极值这两个条件列方程组,利用待定系数法求解.(2)由于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一定考证充足性.函数极值的综合应用[典例 ]3y =已知函数 f(x)= x - 3ax - 1(a ≠0).若函数 f(x)在 x =- 1 处获得极值,直线m 与 y = f(x)的图象有三个不一样的交点,求 m 的取值范围.[解 ]由于 f(x)在 x =- 1 处获得极值且 f ′(x)= 3x 2- 3a ,所以 f ′(-1)= 3×(- 1)2- 3a = 0,所以 a = 1.所以 f(x)= x 3- 3x - 1, f ′(x)= 3x 2- 3,由 f ′(x)= 0,解得 x 1=- 1, x 2= 1.当 x<- 1 时, f ′(x)>0 ;当- 1<x<1 时, f ′(x)<0 ;当 x>1 时, f ′(x)>0.所以由 f(x)的单一性可知,f(x)在 x =- 1 处获得极大值f(- 1)= 1,在 x = 1 处获得极小值 f(1) =- 3. 作出 f(x)的大概图象以下图:由于直线 y = m 与函数y = f(x)的图象有三个不一样的交点,联合f(x)的图象可知, m 的取值范围是 (- 3,1).[一题多变]1.[变条件]若本例中条件改为“已知函数f(x)=- x 3+ ax 2- 4”在x =43处获得极值, 其余条件不变,求m 的取值范围.解: 由题意可得2f ′(x)=-3x + 2ax ,由4 f ′ = 0,33 2可得 a = 2,所以 f(x)=- x + 2x - 4,2则 f ′(x)=- 3x + 4x.令 f ′(x)= 0,得 x = 0 或 x =4,3当 x 变化时, f ′(x), f( x)的变化状况以下表:x(-∞, 0)0, 44 4,+ ∞3 3 3f ′(x) -0 +0 -f(x)- 4-7627作出函数 f(x)的大概图象以下图:由于直线y= m 与函数y= f(x)的图象有三个不一样的交点,所以m 的取值范围是76-4,-27 .2. [变条件 ]若本例“三个不一样的交点”改为“两个不一样的交点”结果怎样?改为“一个交点”呢?解:由例题分析可知:当 m=- 3 或 m= 1 时,直线 y= m 与 y= f(x)的图象有两个不一样的交点;当 m<- 3 或 m>1 时,直线 y= m 与 y= f(x)的图象只有一个交点.(1) 研究方程根的问题能够转变为研究相应函数的图象问题,一般地,方程f(x)=0的根就是函数f(x)的图象与x 轴交点的横坐标,方程 f(x)= g(x)的根就是函数f( x) 与g(x)的图象的交点的横坐标.(2)事实上利用导数能够判断函数的单一性,研究函数的极值状况,并能在此基础上画出函数的大概图象,从直观上判断函数图象与进而为研究方程根的个数问题供给了方便.x 轴的交点或两个函数图象的交点的个数,1.已知函数层级一学业水平达标y= f(x)在定义域内可导,则函数y= f(x)在某点处的导数值为0 是函数y=f(x)在这点处获得极值的()A.充足不用要条件B.必需不充足条件C.充要条件D.非充足非必需条件分析:选 B依据导数的性质可知,若函数y= f(x)在这点处获得极值,则f′(x)= 0,即32必需性建立;反之不必定建立,如函数 f (x)= x 在 R 上是增函数,f′(x)= 3x ,则 f′(0)= 0,但在 x= 0 处函数不是极值,即充足性不建立.故函数 y= f(x)在某点处的导数值为0 是函数y= f(x)在这点处获得极值的必需不充足条件,应选 B.22.设函数 f(x)=x+ ln x,则 ()1为 f(x)的极大值点A. x=21B. x=2为 f(x)的极小值点C. x= 2 为 f(x)的极大值点D. x= 2 为 f(x)的极小值点分析:选D由 f ′(x)=-221=11-2= 0可得 x= 2.当 0< x< 2 时, f′(x)< 0, f(x) x+x x x单一递减;当 x> 2 时, f′(x)> 0, f(x)单一递加.故x= 2 为 f(x)的极小值点.3.已知函数32f (x)= 2x+ ax + 36x- 24 在 x= 2 处有极值,则该函数的一个递加区间是()A. (2,3)B. (3,+∞)C. (2,+∞ )D. (-∞, 3)分析:选B由于函数f(x)= 2x3+ ax2+ 36x- 24 在 x= 2 处有极值,又f′(x)= 6x2+ 2ax+36,所以 f′(2)= 0 解得 a=- 15.令 f′(x)> 0,解得 x> 3 或 x< 2,所以函数的一个递加区间是 (3,+∞).4.设函数 f( x)在 R 上可导,其导函数为f′(x),且函数 f(x)在 x=- 2 处获得极小值,则函数 y= xf′(x)的图象可能是()分析:选 C由题意可得f′(-2)= 0,并且当 x∈ (-∞,- 2)时, f′(x)< 0,此时xf′(x)>0;清除 B、 D,当 x∈ (- 2,+∞)时, f′(x)> 0,此时若 x∈ (- 2,0), xf′(x)< 0,若 x∈(0,+∞), xf′(x)> 0,所以函数 y= xf′(x)的图象可能是 C.5.已知函数f(x)= x3- px2- qx 的图象与 x 轴切于 (1,0)点,则 f(x)的极大值、极小值分别为()44A. 27, 0B. 0,27C.-4, 0D. 0,-4 2727分析:选A f′(x)= 3x2-2px- q,由 f′(1)= 0, f(1) = 0 得,3-2p- q= 0,p= 2,解得∴ f( x)= x3- 2x2+ x. 1-p- q= 0,q=- 1,由 f′(x)= 3x2- 4x+ 1= 0 得 x=13或 x= 1,易适当 x=13时 f(x)取极大值274.当 x= 1 时 f(x)取极小值 0.6 .设 x = 1与 x = 2是函数f(x) = aln x + bx2+ x 的两个极值点,则常数 a =______________.分析:∵ f′(x)=a+ 2bx+ 1,由题意得a+ 2b+ 1=0,a+ 4b+ 1= 0.x22∴ a=- .3答案:-237.函数 f(x)= ax2+ bx 在 x=1处有极值,则 b 的值为 ________.a分析: f′(x)= 2ax+ b,∵函数f(x)在 x=1a处有极值,1 1∴f′a=2a·+ b= 0,即 b=- 2.a答案:-28.已知函数 f(x)= ax3+ bx2+ cx,其导函数y= f′(x)的图象经过点 (1,0) , (2,0).如图,则以下说法中不正确的选项是 ________. (填序号 )①当 x=3时,函数 f(x)获得最小值;2② f( x)有两个极值点;③当 x= 2 时函数值获得极小值;④当 x= 1 时函数获得极大值.分析:由图象可知, x= 1,2 是函数的两极值点,∴②正确;又x∈ (-∞, 1)∪ (2,+∞)时, y> 0; x∈ (1,2)时, y< 0,∴ x= 1 是极大值点, x= 2 是极小值点,故③④正确.答案:①9.设 a 为实数,函数xf(x)= e - 2x+ 2a, x∈ R,求 f(x)的单一区间与极值.解:由 f(x)= e x- 2x+ 2a, x∈ R 知 f′(x)= e x- 2, x∈ R. 令 f′(x)= 0,得 x= ln 2.于是当 x 变化时, f′(x), f(x)的变化状况以下表:x(-∞, ln 2)ln 2(ln 2 ,+∞)f′(x)-0+f (x)单一递减↘2(1- ln 2+ a)单一递加↗故 f( x)的单一递减区间是 (-∞, ln 2) ,单一递加区间是 (ln 2,+∞);且 f( x)在 x= ln 2 处获得极小值.极小值为 f(ln 2)= 2(1- ln 2+ a),无极大值.10.已知 f(x)= ax3+ bx2+cx(a≠0)在 x=±1 时获得极值,且 f(1)=- 1.(1)试求常数 a, b, c 的值;(2)试判断 x=±1 时函数获得极小值仍是极大值,并说明原因.解: (1)由已知, f′(x)= 3ax2+ 2bx+ c,且 f′(-1)= f′(1)= 0,得 3a+ 2b+ c= 0,3a- 2b+ c= 0.又 f(1) =- 1,∴ a+b+ c=- 1.∴ a = 1, b = 0, c =-3. 221 33x , (2) 由 (1)知 f(x)= x -22∴ f ′(x)= 3x 2- 3=3(x - 1)(x + 1).22 2当 x<- 1 或 x>1 时, f ′(x)>0;当- 1<x<1 时, f ′(x)<0 ,∴函数 f(x)在 (- ∞,- 1)和 (1,+ ∞)上是增函数,在 (- 1,1)上为减函数.∴当 x =- 1 时,函数获得极大值 f(- 1)= 1;当 x = 1 时,函数获得极小值f(1)=- 1.层级二应试能力达标1.函数 f(x)= ax 3+ bx 在 x = 1 处有极值- 2,则 a , b 的值分别为 ( )A . 1,- 3B . 1,3C .- 1,3D .- 1,- 3分析: 选 A ∵ f ′(x)= 3ax 2+ b ,由题意知3a + b = 0,∴ af ′(1)= 0, f (1)=- 2,∴a +b =- 2, = 1, b =- 3.32a 的取值范围是 ()2.已知 f(x)= x + ax + (a + 6)x + 1 有极大值和极小值,则 A . (- 1,2)B . (- 3,6)C . (-∞,- 3)∪ (6,+ ∞ )D . (- ∞,- 1)∪ (2,+ ∞)分析: 选 C f ′(x)= 3x 2+2ax + a + 6,∵ f( x)有极大值与极小值,∴ f ′(x)= 0 有两不等实根,∴= 4a 2- 12(a + 6)>0,∴ a<- 3或 a>6.3.设 a ∈R ,若函数 y = e x + ax(x ∈R) 有大于零的极值点,则 ( )A . a <- 1B . a >- 111C . a <- eD . a >- e分析:选 A ∵ y = e x + ax ,∴ y ′= e x + a.令 y ′= e x + a = 0,则 e x =- a ,∴ x = ln( - a).又∵ x > 0,∴- a > 1,即 a <- 1.4.已知函数 f (x)= e x (sin x - cos x), x ∈ (0,2 017 ,π)则函数 f (x)的极大值之和为 ()2π 2 018 ππ2 016 πe- ee - eA.2πB. 2πe - 11- eπ1 008 ππ 1 008 πe - ee- eC.1- e 2πD.1- e π分析: 选 B f ′(x)= 2e x sin x ,令 f ′(x)= 0 得 sin x = 0,∴ x = k π, k ∈ Z ,当 2k π<x<2k π+ π时, f ′(x)>0 ,f(x)单一递加,当 (2k - 1) π<x<2k π时, f ′(x)<0, f(x)单一递减,∴当 x = (2k+1) π ,f(x)取到极大,∵ x∈ (0,2 017 π),∴ 0<(2k+ 1) π<2 017 ,π∴ 0≤k<1 008 ,k∈ Z. ∴f(x)的极大之和S= f( π)+f(3 π)+f(5 π)+⋯+ f(2π3π5π2015π015 π)= e + e + e +⋯+ e=π2π 1 008π 2 016 πe [1-]e- e,故 B.2π=2π1-e1- e5.若函数y=- x3+ 6x2+ m 的极大13,数m 等于 ______.分析: y′=- 3x2+ 12x=- 3x(x- 4).由 y′= 0,得 x= 0 或 4.且 x∈ (-∞, 0)∪ (4,+∞),y′< 0;x∈ (0,4), y′> 0,∴ x= 4 取到极大.故-64+96+m=13,解得m=-19.答案:- 1932a 的取范6.若函数 f( x)= x+ x - ax- 4 在区 (- 1,1)上恰有一个极点,数______.分析:由意, f′(x)= 3x2+ 2x- a,f′(-1)f′(1)<0,即 (1- a)(5- a)<0,解得 1<a<5,此外,当 a= 1,函数 f(x)= x3+232x- x- 4 在区 (- 1,1)上恰有一个极点,当 a=5 ,函数 f(x)= x + x - 5x- 4 在区 (-1,1)没有极点.故数 a 的范 [1,5).答案: [1,5)7.已知函数 f(x)= e x(ax+ b)- x2- 4x,曲 y= f (x)在点 (0,f(0)) 的切方程 y= 4x+4.(1)求 a, b 的;(2)f(x)的性,并求 f(x)的极大.解:(1)f′(x)= e x( ax+ a+ b)- 2x- 4.由已知得f(0)= 4, f′(0)=4,故 b= 4, a+ b= 8.进而 a= 4, b= 4.(2) 由 (1)知, f(x)= 4e x(x+ 1)- x2- 4x,′(=x +--=+e x-1f x)4e ( x 2)2x 4 4(x 2) 2.令 f′(x)= 0 得, x=- ln 2 或 x=- 2.进而当 x∈ (-∞,-2)∪ (- ln 2,+∞) , f′(x)>0;当 x∈ (- 2,- ln 2), f′(x)<0.故 f( x)在 (-∞,- 2), (- ln 2,+∞)上增,在 (- 2,- ln 2)上减.当 x=- 2 ,函数f(x)获得极大,极大- 2f (- 2)= 4(1- e ).8.已知 f(x)= 2ln(x+ a)- x2- x 在 x= 0 获得极.(1)求数 a 的.(2) 若对于 x 的方程 f(x)+ b= 0 的区 [- 1,1]上恰有两个不一样的数根,求数 b 的取范.2解: (1)f ′(x)=- 2x - 1,当 x = 0 时, f(x)获得极值,所以 f ′(0)= 0,解得 a = 2,查验知 a = 2 切合题意.(2) 令 g(x)= f (x)+ b = 2ln(x + 2)- x 2 - x + b ,5 则 g ′(x)= 2 - 2x - 1=-2x x + 2 (x >- 2). x + 2x + 2g(x), g ′(x)在 (- 2,+ ∞)上的变化状态以下表:x( - 2,0) 0 (0,+ ∞) g ′(x)+ 0 - g(x) 2ln 2+ b由上表可知函数在x = 0 处获得极大值,极大值为 2ln 2+ b. 要使 f(x)+ b = 0 在区间 [ -1,1]上恰有两个不一样的实数根,g - ≤0,只要 g > 0,g ≤0,b ≤0,即 2ln 2 + b > 0, 2ln3 - 2+ b ≤0,所以- 2ln 2< b ≤2- 2ln 3.故实数 b 的取值范围是 ( -2ln 2,2- 2ln 3] .。

(人教版)高中数学选修2-2课件:第1章导数及其应用1.1.1、2

(人教版)高中数学选修2-2课件:第1章导数及其应用1.1.1、2

数学 选修2-2
第一章 导数及其应用
自主学习 新知突破
合作探究 课堂互动
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(4)在公式ΔΔxy=fxx22--fx1x1=fx1+ΔΔxx-fx1中,当 x1 取定 值,Δx 取不同的数值时,函数的平均变化率是不同的;当 Δx 取定值,x1 取不同的数值时,函数的平均变化率也是不同的.特 别地,当函数 f(x)为常数函数时,Δy=0,则ΔΔyx=0.
平均变化率为
fx2-fx1
___x_2_-__x1___
②曲线割线的 斜率
刻画函数值在
区间 [x_1_,__x_2_]_
上变化的快慢
函数 y=f(x)在 x=x0 处 ①瞬时速度:物
刻画函数值在
的瞬时变化率是 lim
体在某一时刻
ΔΔyx=Δ_lix_m→_0_f__x_0+__Δ_ΔΔ_xxx_→-_0_f_x_0
数学 选修2-2
第一章 导数及其应用
自主学习 新知突破
合作探究 课堂互动
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(3)在 x=2 处取自变量的增量 Δx,得一区间[2,2+Δx]. ∴Δy=f(2+Δx)-f(2)=2(2+Δx)2+1-(2·22+1)=2(Δx)2+ 8Δx. ∴ΔΔyx=2Δx+8,当 Δx→0 时,ΔΔxy→8.
为 g×2+12g×0.1=4210g.
(4)由(2)得物体在 t=2 s 时的瞬时速度为 g×2=2g.
数学 选修2-2
第一章 导数及其应用
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求函数f(x)在某点处的导数
已知f(x)=x2+3. (1)求f(x)在x=1处的导数; (2)求f(x)在x=a处的导数.

广东省惠州市第一中学高二数学人教A版选修导数及其应用生活中的优化问题举例PPT课件

广东省惠州市第一中学高二数学人教A版选修导数及其应用生活中的优化问题举例PPT课件

广 东 省 惠 州 市第一 中学高 二数学 人教A版 选修2 -2 第 一 章 导 数 及其 应用 1 . 4 生 活 中 的 优 化问 题举例 (共24 张PPT)
栏目 导引
广 东 省 惠 州 市第一 中学高 二数学 人教A版 选修2 -2 第 一 章 导 数 及其 应用 1 . 4 生 活 中 的 优 化问 题举例 (共24 张PPT)
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广 东 省 惠 州 市第一 中学高 二数学 人教A版 选修2 -2 第 一 章 导 数 及其 应用 1 . 4 生 活 中 的 优 化问 题举例 (共24 张PPT)
第一章 导数及其应用
【解】 设 OO1 为 x m,则 1<x<4.由题设可得正六棱锥底面 边长为 32-(x-1)2= 8+2x-x2. 于是底面正六边形的面积为 6· 43·( 8+2x-x2)2=323(8+2x-x2).
栏目 导引
第一章 导数及其应用
帐篷的体积为 V(x)=323(8+2x-x2)13(x-1)+1= 23(16+12x-x3). 求导数,得 V′(x)= 23(12-3x2). 令 V′(x)=0,解得 x=-2(不合题意,舍去)或 x=2. 当 1<x<2 时,V′(x)>0,V(x)为增函数; 当 2<x<4 时,V′(x)<0,V(x)为减函数. 所以当 x=2 时,V(x)最大.
特别地,如果函数在给定区间内只有一个极值点, 则这个极值一定是最值。
第一章 导数及其应用
面积、容积最值问题 请你设计一个帐篷,它下部的形状是高 为 1 m 的正六棱柱,上部的形状是侧棱长为 3 m 的正六棱锥(如图所示).试问当帐篷的顶点 O 到底面中心 O1 的距离为多少时,帐篷的体积最大?

广东省惠州市第一中学高二数学人教A版选修2-2 第一章 导数及其应用《导数在研究函数中的应用》习题课

广东省惠州市第一中学高二数学人教A版选修2-2 第一章 导数及其应用《导数在研究函数中的应用》习题课

导数在研究函数中的应用习题课讲义例1、一个物体的运动方程为21s t t =-+,其中s 的单位是米,t 的单位是秒,那么物体在3秒末的瞬时速度是( )A .7米/秒 B .6米/秒 C .5米/秒 D .8米/秒例2、 已知32()26f x x x a =-+(a 是常数)在[-2,2]上有最大值3,那么在[-2,2]上的最小值是( ) A .-5B .-11C .-29D .-37例3、已知函数()(1)(2)(3)(4)(5)f x x x x x x =-----,则(1)f '=( )A .0B .24C .24-D .120-例4、设函数()f x 是定义在R 上的可导函数,,x R ∀∈有2()(),f x f x x -+=在(0,)+∞上,()f x x '<,若(6)()1860f m f m m ---+≥,则实数m 的取值范围是( )A 、[3,3]-B 、[3,)+∞C 、[2,)+∞D 、(,3]-∞例5、定义在R 上的函数()f x 满足:()()1,(0)4,f x f x f '+>=则不等式()3x xe f x e >+(其中e 为自然对数的底数)的解集为( )A .()0,+∞B .()(),03,-∞+∞UC .()(),00,-∞+∞UD .()3,+∞ 例6、定义在R 上的可导函数()f x 满足()()xf x f x e '-<,且(0)4f =,则不等式()(4)xf x x e <+的解集为例7、已知函数f (x )=x 3+ax 2+(a +6)x +1有极大值和极小值,则实数a 的取值范围是 例8、过曲线y =x 3-x 2上一点)2,1(--P 的切线方程是 例9、若函数f (x )=x -13sin 2x +a sin x 在(-∞,+∞)单调递增,则a 的取值范围是______ __.例10、抛物线2y x =上的点到直线20x y --=的距离的最小值为例11、已知函数f (x )=x 2-ax +3在(0,1)上为减函数,函数g (x )=x 2-a ln x 在(1,2)上为增函数, 则a =例12、已知函数f (x )=ax 2+2ln x ,若当a >0时,f (x )≥2恒成立,则实数a 的取值范围为________.例13、已知函数()2xf x e x a =-+有零点,则a 的取值范围是例14、已知2()ln ,()2,f x x x ax g x x =-=--若对一切(0,)x ∈+∞,()()f x g x ≥恒成立,则实数a 的取值范围是 .例15、函数f (x )=-13x 3+x 在(a ,10-a 2 )上有最大值,则实数a 的取值范围是____________例16、已知函数()2sin sin2f x x x =+,则()f x 的最小值是_____________. 例17、设函数32()2338f x x ax bx c =+++在1x =及2x =时取得极值.(1)求a 、b 的值;(2)若对于任意的[03]x ∈,,都有2()f x c <成立,求c 的取值范围.例18、已知函数()()ln 1f x x =+.求证:(1) 当()0,x ∈+∞时,()1xf x x x<<+; (2) 1111111ln(1)1234123n n n++++<+<+++++L L .例19、已知函数()ln 1x f x ae x =--.(1)设2x =是()f x 的极值点,求a ,并求()f x 的单调区间;(2)证明:当1ea ≥时,()0f x ≥.课后作业:课时作业8 导数在研究函数中的应用(强化练)导数在研究函数中的应用习题课讲义参考答案例1、C 例2、D 例3、B 例4、B 解析:令222111()(),()()()()0,222g x f x x g x g x f x x f x x =--+=--+-=∴Q 函数()g x 为奇函数,(0,)()()0,()(0,)x g x f x x g x ''∈+∞=-<∴+∞Q 时,在上为减函数,又(0)0,(0)0,f g =∴=所以函数()g x 在R 上为减函数,不等式(6)()1860f m f m m ---+≥可化为2211(6)(6)()(6)()22f m m f m mg m g m ---≥--≥即,而函数()g x 在R 上为减函数,所以6,3m m m -≤∴≥,故选B.例5、答案:A 解析:由()()1f x f x '+>得[()()]0[()]0,x x x x e f x f x e e f x e ''+->->即令()()x x g x e f x e =-,则()g x 在R 上是增函数, 因为(0)4f =,所以0(0)(0)413g e f e =-=-=,于是()3x xe f x e >+可化为()(0)g x g >,又()g x 在R 上是增函数,所以0.x >例6、答案:(0,)+∞,解析:由()()xf x f x e '-<得:()()()()()110]0,x x xf x f x f x f x f x x e e e''--'<⇒-<-<即[ 令()()x f x g x x e =-,则()g x 在R 上是减函数,因为(0)4f =,所以(0)4g =,不等式()(4)xf x x e<+可化为()4,()(0)x f x x g x g e-<<即,又()g x 在R 上是减函数,所以0.x >例7、),6()3,(+∞--∞Y 例8、y =5x +3或y =x -1 例9、]31,31[- 例10例11、2例12、),[+∞e 例13、(,2ln 22]-∞- 例14、 (,3]-∞ 解析:原问题等价于x x x a 2ln ++≤对),0(+∞∈x 恒成立,令)0(,)1)(2()(,2ln )(>-+='++=x xx x x F x x x x F ,易知.3,3)1()(min ≤∴==a F x F 例15、[-2,1) 例16、2-例17、解:(1)2()663f x x ax b '=++,因为函数()f x 在1x =及2x =取得极值,则有(1)0f '=,(2)0f '=.即6630241230a b a b ++=⎧⎨++=⎩,.解得3a =-,4b =.(2)由(Ⅰ)可知,32()29128f x x x x c =-++,2()618126(1)(2)f x x x x x '=-+=--.当(01)x ∈,时,()0f x '>;当(12)x ∈,时,()0f x '<;当(23)x ∈,时,()0f x '>.所以,当1x =时,()f x 取得极大值(1)58f c =+,又(0)8f c =,(3)98f c =+. 则当[]03x ∈,时,()f x 的最大值为(3)98f c =+.因为对于任意的[]03x ∈,,有2()f x c <恒成立,所以 298c c +<,解得 1c <-或9c >,因此c 的取值范围为(1)(9)-∞-+∞U ,,.例18、证明:(1)令()()ln(1)(0)11x xg x f x x x x x =-=+->++, 则2211()0(0)1(1)(1)xg x x x x x '=-=>>+++ 所以()(0,)g x +∞在上是增函数,所以当()0,x ∈+∞时,()(0)0g x g >=, 即()1xf x x >+成立. 令()()ln(1)(0)h x f x x x x x =-=+->, 则1()10(0)11x h x x x x '=-=-<>++ 所以()(0,)h x +∞在上是减函数,所以当()0,x ∈+∞时,()(0)0h x h <=, 即()f x x <成立. 综上所述,当()0,x ∈+∞时,()1xf x x x <<+成立. (2)由(1)可知:当0x >时,有ln(1)1x x x x <+<+,令1(1,2,3,,)x k n k ==L ,得 111ln(1)(1,2,3,,)1k n k k k <+<=+L ,即11ln(1)ln (1,2,3,,)1k k k n k k<+-<=+L 于是可以得到下面n 个不等式:1ln 2ln112<-<, ,212ln 3ln 31<-< …,11ln(1)ln 1n n n n <+-<+ 将以上n 个不等式相加得:1111111ln(1)1234123n n n++++<+<+++++L L .例19、解:(1))(x f 的定义域为(0)+∞,,)0(1)(>-='x xae x f x由题设知,0)2(='f ,所以212a e =. 从而21()ln 12x f x e x e =--,211()2x f x e e x'=-. 又211()2x f x e e x'=-在),0(+∞上是增函数,且0)2(='f 所以当20<<x 时,0)(<'x f ;当2>x 时,0)(>'x f . 所以)(x f 在)2,0(上单调递减,在),2(+∞上单调递增.(2)当e a 1≥时,.1ln )(--≥x e e x f x . 设xe e x g x e e x g x x 1)(,1ln )(-='--=则, 又1()x e g x e x'=-在),0(+∞上是增函数,且0)1(='g所以当10<<x 时,0)(<'x g ;当1>x 时,0)(>'x g .所以1=x 是)(x g 的最小值点. 故当0>x 时,.0)1()(=≥g x g因此,当1a e ≥时,()0f x ≥.(2)另证:要证当e a 1≥时,0)(≥x f ,只要证明当e a 1≥时,x e x a 1ln +≥,只需证明ee x x 11ln ≤+ 令)0(1ln )(>+=x e x x g x,则x x x xe x x e x e e x x g ---=+-=')1ln 1()()1(ln 1)(2,令1ln 1)(--=x xx h ,易知)(x h 在),0(+∞上是减函数,且0)1(=h ,所以当)1,0(∈x 时,0)(0)(>'⇒>x g x h ,当),1(+∞∈x 时,0)(0)(<'⇒<x g x h ,当1=x 时,0)1(0)1(='⇒=g h ,所以)(x g 在]1,0(上是增函数,在),1[+∞上是减函数,所以)1()(g x g ≤,即ee x x 11ln ≤+成立. 所以当ea 1≥时,0)(≥x f 成立.。

人教版广东省惠州市第一中学高二数学选修2-2 第一章 导数及其应用 几个常用函数的导数(共18张PP

人教版广东省惠州市第一中学高二数学选修2-2 第一章 导数及其应用 几个常用函数的导数(共18张PP
2
练习 2.已知曲线 y=ln x 的一条切线方程为 x-y+c=0,求 c 的值. 解:设切点为(x0,ln x0), 由 y=ln x 得 y′=1x. 因为曲线 y=ln x 在 x=x0 处的切线方程为 x-y+c=0,其斜 率为 1.所以 y′|x=x0=x10=1,即 x0=1,
所以切点为(1,0). 所以 1-0+c=0,所以 c=-1.
公 式 2 .若 f ( x ) x n , 则 f '( x ) n x n 1 ;
公 式 3 .若 f ( x ) s in x , 则 f '( x ) c o s x ;
公 式 4 .若 f ( x ) c o s x , 则 f '( x ) s in x ;
公 式 5 .若 f ( x ) a x , 则 f '( x ) a x ln a ( a 0 );
法则3:两个函数的商的导数,等于第一个函数的导数 乘第二个函数,减去第一个函数乘第二个函数的导数 , 再除以第二个函数的平方.即:
g f((xx))f(x)g(xg)( x)f2(x)g(x)(g(x)0)
求下列函数的导数. (1)y=3x; (2)y=log3x. 解:(1)因为 y=3x,所以 y′=3xln 3.
公 式 6 .若 f ( x ) e x , 则 f '( x ) e x ;
公 式 7 .若 f ( x )
log a
x,则 f
'( x )
1 x ln a
(a
0,且 a
1);
公 式 8 .若 f ( x ) ln x , 则 f '( x ) 1 ; x
达标训练一
求下列函数的导数:

《函数的极值与导数》人教版高中数学选修2-2PPT课件(第1.3.2课时)

《函数的极值与导数》人教版高中数学选修2-2PPT课件(第1.3.2课时)
而且在点x=b附近的左侧 f ' x 0 ,右侧 f ' x 0
y y fx
a ob x
图1.3 10
新知探究
极大值的概念 一般地,设函数f(x)在点x0附近有定义,如果对x0附近的所有点,都有f(x)<f(x0),我们就说f(x0)是函 数f(x)的一个极大值,记作y极大值=f(x0). 极小值的概念
A. y=-x3 D. y=1/x
B. y=cos2x
C. y=tanx-x
课堂练习
2.曲线y=x4-2x3+3x在点P(-1,0)处的切线的斜率为( B )
A. –5
B. –6
C. –7
D. –8
课堂练习 3. 下列说法正确的是 ( C )
h' a 0
单调递增
h' t 0
单调递减
h' t 0
图1.3 9
新知探究
探究 下图中函数y=f(x)在a—j点的函数值与这些点附近的函数值有什么函数关系?y=f(x)在这些 点得到数值是多少?在这些点附近,该函数的导数符号有什么规律?
y y fx
y
y fx
a ob x
图1.3 10
c d e f og h i j x
人教版高中数学选修2-2
第1章 导数及其应用
1.3.2函数的极值与导数
PEOPLE'S EDUCATION PRESS HIGH SCHOOL MATHEMATICS ELECTIVE 2-2
讲解人:XXX 时间:2020.6.1
课前导入
一般地,函数的单调性与导数的关系: 在某个区间a, b内, 如果f ' x > 0, 那么 函数y = f x在这个区间内单调递增; 如果 f ' x < 0,那么函数 y = f x在这个区间内

人教高中数学选修2-2第一章 1.3.2函数的极值与导数课件公开课(共18张PPT)

人教高中数学选修2-2第一章  1.3.2函数的极值与导数课件公开课(共18张PPT)
小值还小. (4)极值点一定在区间的内部,端点不可能成为极值点.
y P(x1,f(x1)) o a x1 y=f(x)
Q(x2,f(x2)) x2 x x
b
x
3、导数为0的点一定是极值点吗?
y y=x3
而 x 0 不是该函数的极值点.
o x
f ' x 3x 2 ,令 f ' x 0 ,则 x 0 ,
列表
求极值
勇攀高峰:
(2016年河南高考题节选)已知 f x x ax bx
3 2
在 x 1 与
2 x 3
时都取得极值. (1)求 a , b 的值; (2)求 f x 的极值.
【解】 (1)f ′(x )=3x 2+2ax +b,令 f ′(x )=0. 2 由题设,知 x 1=1 与 x 2=- 为 f ′(x )=0 的解. 3 2 2 b 2 ∴- a=1- , =1×(- ). 3 3 3 3 1 ∴a=- ,b=-2. 2
庐山
1.3.2 函数的极值与导数
学习目标: 1、理解函数极值的概念,掌握利用导数求函数极 值的方法。 2、培养学生观察、归纳的能力;学会运用数形结 合的方法解决问题。 重点:学会用导数求函数极值的方法,并能灵活运用。
思、议: 阅读教材P26---P29回答下列问题:
1、什么是极小值,什么是极大值?各有什么特点? 2、(1)函数的极大值一定大于极小值吗? (2)函数的极大值和极小值是惟一的吗? (3)区间的端点能为极值点吗? 3、导数为0的点一定是极值点吗?
夯实基础:
3 2 f ( x ) x 3 x 9x 5的极值. 求函数
解:(1)f′(x)=3x2-6x-9.
解方程3x2-6x-9=0,得x1=-1,x2=3.
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解方程 f ' x 0 ,当 f ' x0 0 时:
(1)如果在 x 0 附近的左侧 f ' x 0 ,右侧 f ' x 0 ,
那么 f x0 是极大值;
(2)如果在 x 0 附近的左侧 f ' x 0 ,右侧 f ' x 0 ,
那么f x0 是极小值
练习: 下列结论中正确的是( B )。
y f x x3
A、导数为零的点一定是极值点。 B、如果在x0附近的左侧f'(x)>0,右侧f'(x)<0, 那么 f(x0)是极大值。 C、如果在x0附近的左侧f'(x)<0,右侧f'(x)>0, 那么f(x0)是极大值。 D、极大值一定大于极小值。
x
0
巩固练习:求函数 f x3xx3的极值
解:∵ f x3xx3
y f x
ao
f(a)(0图一)b
问题:
x
y f x
e cd of g h x
(图二)
(1)函数 y f x 在点 a , b 的函数值与这些点
附近的函数值有什么关系?
(2)函数 y f x 在点 a , b 的导数值是多少?
(3)在点 a , b 附近,y f x 的导数的符号有
什么规律?
二、新课——函数的最值
y
观察右边一
个定义在区间
[a,b]上的函数
y=f(x)的图象.
a x1 o X2
X3
bx
发现图中__f_(_x_1)_、__f(_x_3_) _是极小值,__f_(_x_2)____是极 大值,在区间上的函数的最大值是___f(_b_)_,最小值 是__f_(_x_3)__。
∵曲线 y f (x)与 x 轴总有交点
2 a 0
1
8
a
0
即2a18
※动手试试
求下列函数在给定区间上的最大值与最小值:
1 、 f(x ) x 3 2 7 x x 4 ,4
最 大 值 为 54,最 小 值 为 -54.
2、 最f大 (x 值 )为 6 22 ,最 12 小 x值 x 为 355.x 1 3,3
x (2, 1) 1 ( 1,1) 1
f ( x ) 0
+0
f (x)

极小值
2 a

极大值
2a
(1,3 )

所以函数的极大值为 2 a ,极小值为2 a .
(2) 由(1)可知,函数在区间[ 2 , 3 ] 上的极大值 为 2 a ,极小值为 2 a ,又因 f(2)2a,
f(3)18a 所以函数的最大值为 2 a ,最小值为 18a








































































































































1aba2 10
32ab0
解之得
ba33或ab141
注意代 入检验
注意:f/(x0)=0是函数取得极值的必要不充分条件
课堂小结:
今天我们学习函数的极值,并利用导数求函数的极值 一、方法: (1)确定函数的定义域 (2)求导数f'(x) (3)求方程f'(x) =0的全部解 (4)检查f'(x)在f'(x) =0的根左.右两边值的符号,如果左正 右负(或左负右正),那么f(x)在这个根取得极大值或极小值
x
1x3
3
4x4
3
∴ f'x x 2 4 x 2 x 2
令 f ' x 0, 解得x=2,或x=-2.
下面分两种情况讨论:
2
(1)当 f ' x 0 ,即x>2,或x<-2时; 2
(2)当 f ' x 0 ,即-2 < x<2时。
当x变化时,f' x, f x的变化情况如下表:
②如果在x0附近的左侧 f/(x)<0, 右侧f/(x)>0 ,那 么,f(x0) 是极小值.
2.导数为零的点是该点为极值点的必要条件,而不是充 分条件.极值只能在函数的导数为零且在其附近左右
两侧的导数异号时取到.
3.在某些问题中,往往关心的是函数在一个定义区间上, 哪个值最大,哪个值最小,而不是极值.
所有极值连同端点函数值进行比较, 最大的为最大值,最小的为最小值
※典型例题
求 函 数 f ( x ) 6 1 2 x x 3 在 3 , 3 上 的 最 值 .
解:f ' x123x2 x3,3
令f ' x 0,解得:x2或x2 1、求出所有导数为0的点; 2、计算;
又f (2) 22,f (2) 10,f (3) 15, f (3) 3
f(b)0
y
极大值f(b)
y
f(x)0 f(x)0 f(x)0
y f x
a
极小值f(a)
o
f(a)(0图一)b
x
y f x
e cd of g h x
(图二)
点a为函数y=f(x)的极小值点,f(a)叫做函数y=f(x)的极小值
点b为函数y=f(x)的极大值点,f(b)叫做函数y=f(x)的极大值.
27
3 、 f(x ) 3 x x 3 x 2 ,3
最 大 值 为 -2,最 小 值 为 -18.
小结:
求在[a,b]上连续,(a,b)上可导的函数f(x)在[a,b] 上的最值的步骤:
(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,其中最大 的一个是最大值,最小的一个是最小值.
二、通过本节课使我们学会了应用数形结合法去求函数 的极值,并能应用函数的极值解决函数的一些问题
课时作业 6 函数的极值与导数
1.3.3函数的最大(小)值与导数
一、复习引入
1.当函数f(x)在x0处连续时,判别f(x0)是极大(小)值的 方法是:
①如果在x0附近的左侧 f/(x)>0 ,右侧f/(x)<0 ,那 么,f(x0)是极大值;
,得 x 1 ,或 x 1.
下面分两种情况讨论:
(1)当 f ' x 0 ,即 1x1时;
(2)当 f ' x 0 ,即 x 1 ,或 x 1 时。
当 x变化时,f' x, f x的变化情况如下表:
x , 1 1 1,1
1
1,
f 'x
极小值点、极大值点统称极值点, 极大值和极小值统称为极值. 思考:极大值一定大于极小值吗?
(1)如图是函数 y f x的图象,试找出函数y f x
的极值点,并指出哪些是极大值点,哪些是极小值点?
(2)如果把函数图象改为导函数 y f ' x的图象?
y
yy ff'xx
答:
x3
x a x 1 o x 2 x 4 x 5 x 6 b
所以函数f (x) 612xx3在3,3上的
最大值为22,最小值为10.
3、比较确定最值。
应用 例2:已知函数f(x)x33x29xa,
(1)求f ( x ) 的单调减区间 (2)若f ( x ) 在区间[ 2 , 2 ] 上的最大值为 2 0 , 求该区间上的最小值
解:(1)f(x) 3x26x9 令f(x)0 即 3x26x90 解 得 :x1或 x3
所以函数的单调减区间为 (,1), (3,)
(2)f(x) 3x26x9
令 f(x)0 解得 x1或 x3(舍去)
当 x 变化 时, f(x), f(x)的变化情况如下表:
x 2 (2, 1) 1
f ( x )
0
(1,2) 2
f ( x ) 2 a ↘ 极小值5 a ↗ 22 a
所以函数的最大值为 f(2)22a,最小值为 5 a
解:(1)f'x3ax22bx2
∵ f x 在 x2,x1取得极值,∴ f( 2)0 ,f(1 )0

12a 4b 2 0
3a
2b
2
0
解得 a 1 , b 1 32

f x1x31x22x
32
(2) ∵ f'xx2x2, 由 f ' x 0得 x1或 x2
∴ f x 的单调增区间为 ,2或 1,
变化的函数 h(t)4.9t26.5t10的图象
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