函数的极值、最值及应用
二、本周教学目标:
1、理解可导函数的单调性与其导数的关系;
2、了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件(导数在极值点两侧异号);
3、会求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值.
三、本周知识要点:
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)
3、极大值与极小值统称为极值
4、判别f(x0)是极大、极小值的方法:若
5、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
6、函数的最大值和最小值:在闭区间
7、利用导数求函数的最值步骤:⑴求
(1)求
(2)确定
(3)若
(2)
【典型例题】
例1、求函数的极值:
解:
令
-1 | 1 | ||||
- | 0 | + | 0 | - | |
↘ | 极小 | ↗ | 极大 | ↘ |
例2、设f(x)=x3-3ax2+2bx在x=1处有极小值-1,试求a、b的值,并求出f(x)的单调区间.
剖析:由已知x=1处有极小值-1,点(1,-1)在函数f(x)上,得方程组解之可得a、b.
解:
此时f(x)=x3-x2-x,
当
∴函数f(x)的单调增区间为(-∞,-
点评:极值点、最值点这些是原函数图象上常用的点.
解:
令
(1)
x | (-∞,2) | 2 | |||
f′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
f(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
(3)
x | (-∞,- | 2 | |||
f′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
f(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
例4、设函数f(x)=
分析:要使f(x)在
解:f′(x)=
当x>0时,
因为a>0,所以当且仅当a≥1时,f′(x)=
点评:要使f(x)在(a,b)上单调,只需f′(x)在(a,b)上恒正或恒负,即f′(x)>0(或<0=
例5、用总长14
解:设容器底面短边长为x m,则另一边长为(x+0
设容积为y m3,则y=x(x+0
整理,得y=-2x3+2
所以y′=-6x2+4
所以15x2-11x-4=0.
解得x=1或x=-
从而在定义域(0,1
由题意,若x过小(接近0)或过大(接近1
因此,当x=1时,y有最大值且ymax=-2+2
答:容器的高为1.2m时,容积最大,最大容积为1.8m3.
【模拟试题】
1、某物体做s=2(1-t)2的直线运动,则t=0
A、4 B、-4 C、-4
2、函数f(x)=x3-6bx+3b在(0,1)内有极小值,则( )
3、函数f(x)=ax+loga(x+1)在[0,1]上的最大值与最小值之和为a,则a的值为( )
4、若曲线f(x)=x4-x在点P处的切线平行于直线3x-y=0,则点P的坐标为( )
A、(1,3) B、(-1,3) C、(1,0) D、(-1,0)
5、已知曲线y=
6、设底面为等边三角形的直棱柱的体积为V,那么其表面积最小时,底面边长为___________。
7、已知函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处有极值为10,则f(2)=______.
8、已知二次函数y=f(x)经过点(0,10),导函数
9、设函数f(x)=x3-
【试题答案】
1、解析:s′=-4(1-t),∴当t=0.8s时,v=-0
答案:D
∵f(x)在(0,1)内有极小值,∴0<
答案:C
3、解析:f′(x)=axlna+
∵x∈[0,1],
∴当a>1时,axlna+
当0<a<1时,axlna+
∴f(0)+f(1)=a
答案:B
答案:C
5、解析:y′=x2,当x=2时,y′=4.∴切线的斜率为4.
∴切线的方程为y-4=4(x-2),即y=4x-4.
答案:4x-y-4=0
6、解析:设底面边长为x,则高为h=
∴S表=3×
答案:
7、解析:f′(x)=3x2+2ax+b,由题意得
∴
∴f(2)=11或f(2)=18.
答案:11或18
8、解:由
因为f(x)的图象过(0,10),得c=10.
故二次函数为f(x)=x2-5x+10=(x-
又因x∈(n,n-1)(n∈N*)时,f(x)为整数的个数为an.
f(x)在(1,2)上的值域为[4,6],∴a1=2.
f(x)在(2,3)上的值域为[
当n≥3时,f(x)在
∴an=f(n+1)-f(n)=2n-4.
∴an=
9、解:(1)
1°0<a<6时,
Δ<0,
∴当0<a<6时,
∴在R上单调递增.
3°a>6时,Δ>0,由
∴在(
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