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导数与函数的极值、最值题型归纳

导数与函数的极值、最值题型归纳
导数与函数的极值、最值题型归纳

导数函数与函数极最值

【典例1】【陕西省渭南市2019届高三二模】已知函数()f x x

=. (Ⅰ)求函数()f x 的极值;

(Ⅰ)若0m n >>,且n m m n =,求证:2mn e >. 【思路引导】

(Ⅰ)求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间即可求出函数()f x 的极值;(Ⅰ)得到

()()f m f n =,根据函数的单调性问题转化为证明2e m e n >>,即证()2

2ln ln n n n n e -<,令()()222ln 2ln 1G x e x x x x x e =-+<<,根据函数的单调性证明即可.

【详解】 (Ⅰ)()ln x f x x Q =

()f x ∴的定义域为()0,∞+且()21ln x

f x x

-'= 令()0f x '>,得0x e <<;令()0f x '<,得x e >

()f x ∴在()0,e 上单调递增,在(),e +∞上单调递减

∴函数()f x 的极大值为()ln 1

e f e e e

=

=,无极小值 (Ⅰ)0m n >>Q ,n m m n = ln ln n m m n ∴=

l ln n m m n

n

=,即()()f m f n = 由(Ⅰ)知()f x 在()0,e 上单调递增,在(),e +∞上单调递减

且()10f =,则1n e m <<<

要证2mn e >,即证2e

m e n >>,即证()2e f m f n ??< ???,即证()2e f n f n ??< ???

即证

()2

2ln ln n n n n e

-< 由于1n e <<,即0ln 1n <<,即证222ln 2ln e n n n n <- 令()()2

2

2

ln 2ln 1G x e x x x x x e =-+<<

则()()()()()2242ln 2ln 12ln 1e x e x e e G x x x x x x x x x x x x x +-??'=

-++=-+-=+- ???

1x e <恒成立 ()G x ∴在()1,e 递增 ()()0G x G e ∴<=在()1,x e ∈恒成立

2mn e ∴>

【典例2】【2019年甘肃省兰州市高考数学一诊】已知函数f (x )=13x 31

2

-(a 2+a+2)x 2+a 2(a+2)x ,a ∈R .

(1)当a=-1时,求函数y=f (x )的单调区间; (2)求函数y=f (x )的极值点. 【思路引导】

(1)先求解导数,利用导数取值的正负可得单调区间; (2)先求解导数,结合导数零点情况判断函数极值点的情况. 【详解】

(1)当a=-1时,()3

21f x x x x 3

=

-+.∵()f x '=x 2-2x+1=(x -1)2≥0, 故函数在R 内为增函数,单调递增区间为(-∞,+∞).

(2)∵()f x '

=x 2-(a 2+a+2)x+a 2(a+2)=(x -a 2)[x -(a+2)],

①当a=-1或a=2时,a 2=a+2,∵()f x '

≥0恒成立,函数为增函数,无极值;

②当a <-1或a >2时,a 2>a+2,

可得当x ∈(-∞,a+2)时,()f x '

>0,函数为增函数;

当x ∈(a+2,a 2)时,()f x '

<0,函数为减函数; 当x ∈(a 2,+∞)时,()f x '

>0,函数为增函数.

当x=a+2时,函数有极大值f (a+2),当x=a 2时,函数有极小值f (a 2). ③当-1<a <2时,a 2<a+2.

可得当x ∈(-∞,a 2)时,()f x '>0,函数为增函数; 当x ∈(a 2,a+2)时,()f x '

<0,函数为减函数; 当x ∈(a+2,+∞)时,()f x '>0,函数为增函数.

当x=a+2时,函数有极小值f (a+2);当x=a 2时,函数有极大值f (a 2).

综上可得:当a=-1或a=2时,函数无极值点;当a <-1或a >2时,函数有极大值点a+2,函数有极小值点a 2;当-1<a <2时,函数有极大值点a 2,函数有极小值点a+2. 【典例3】【广东省2019年汕头市普通高考第一次模拟】已知2

1()ln 2

x f x x ae x =+-. (1)设1

2

x =

是()f x 的极值点,求实数a 的值,并求()f x 的单调区间: (2)0a >时,求证:()1

2

f x >.

【思路引导】

(1)由题意,求得函数的导数()1x

f x x ae x '=+-

,由12x =是函数()f x

的极值点,解得2a e

=,又由102f ??

=

??

'?,进而得到函数的单调区间; (2)由(1),进而得到函数()f x 的单调性和最小值()()20000min 0

11

ln 2f x f x x x x x ==

+--,令()211

ln ,(01)2g x x x x x x

=

+--<<,利用导数求得()g x 在()0,1上的单调性,即可作出证明. 【详解】

(1)由题意,函数()f x 的定义域为()0,+∞, 又由()1x

f x x ae x '=+-

,且1

2

x =是函数()f x 的极值点,

所以1

2112022

f ae ??=+'-= ???

,解得a =,

又0a >时,在()0,+∞上,()f x '是增函数,且102f ??

= ??

'?, 所以()0f x '>,得12x >

,()0f x '<,得1

02

x <<, 所以函数()f x 的单调递增区间为1,2??+∞

???,单调递减区间为10,2??

???

. (2)由(1)知因为0a >,在()0,+∞上,()1

x

f x x ae x

'=+-

是增函数, 又()1110f ae '=+->(且当自变量x 逐渐趋向于0时,()f x '趋向于-∞), 所以,()00,1x ?∈,使得()00f x '=,

所以0

0010x x ae x +-

=,即000

1

x ae x x =-, 在()00,x x ∈上,()0f x '<,函数()f x 是减函数, 在()0,x x ∈+∞上,()0f x '>,函数()f x 是增函数, 所以,当0x x =时,()f x 取得极小值,也是最小值, 所以()()022*******min 0

111

ln ln ,(01)22x f x f x x ae x x x x x x ==+-=+--<<, 令()211

ln ,(01)2g x x x x x x

=

+--<<, 则()()2211111x

g x x x x x x

+=---=--',

当()0,1x ∈时,()0g x '<,函数()g x 单调递减,所以()()1

12

g x g >=, 即()()min 1

2

f x f x ≥>

成立, 【典例4】【湖南省怀化市2019届高三3月第一次模拟】设函数2

1()ln 2

f x ax bx x =--. (1)若1x =是()f x 的极大值点,求a 的取值范围;

(2)当0a =,1b =-时,方程2

2()x mf x =(其中0m >)有唯一实数解,求m 的值.

【思路引导】

(1)由题意,求得函数的导数得到()()()

11ax x f x x

-+'-=,分类讨论得到函数的单调性和极值,即可求

解实数a 的取值范围;

(2)因为方程()2

2mf x x =有唯一实数解,即22ln 20x m x mx --=有唯一实数解,设

()22ln 2g x x m x mx =--,利用导数()g x ',令()0g x '=,得20x mx m --=,由此入手即可求解实数

m 的值. 【详解】

(1)由题意,函数()f x 的定义域为()0,+∞,则导数为()1

f x ax b x

-'=- 由()10f =,得1b a =-,∴()()()111

1ax x f x ax a x x

-+-=-+-=

' ①若0a ≥,由()0f x '=,得1x =.

当01x <<时,()0f x '>,此时()f x 单调递增; 当1x >时,()0f x '<,此时()f x 单调递减. 所以1x =是()f x 的极大值点

②若0a <,由()0f x '=,得1x =,或1

x a

=-. 因为1x =是()f x 的极大值点,所以1

1a

->,解得10a -<< 综合①②:a 的取值范围是1a >-

(2)因为方程()2

2mf x x =有唯一实数解,所以22ln 20x m x mx --=有唯一实数解

设()2

2ln 2g x x m x mx =--,则()2222x mx m

g x x

--'=,

令()0g x '=,即20x mx m --=.

因为0m >,0x >,所以10x =<(舍去)

,2x =

当()20,x x ∈时,()0g x '<,()g x 在()20,x 上单调递减,

当()2,x x ∈+∞时,()0g x '>,()g x 在()2,x +∞单调递增 当2x x =时,()0g x '=,()g x 取最小值()2g x

则()()2200g x g x ?=??='??,即22222

222200

x mlnx mx x mx m ?--=?--=?, 所以222ln 0m x mx m +-=,因为0m >,所以222ln 10x x +-=(*) 设函数()2ln 1h x x x =+-,

因为当0x >时,()h x 是增函数,所以()0h x =至多有一解

因为()10h =,所以方程(*)的解为21x =

1

=,解得12m = 【典例5】【福建省三明市2020届模拟】已知函数2

()ln 2

a f x x x x x =-

-()a R ∈. (1)若曲线()y f x =在e x =处切线的斜率为1-,求此切线方程;

(2)若()f x 有两个极值点12,x x ,求a 的取值范围,并证明:1212x x x x >+. 【思路引导】

(1)()y f x =在x e =处切线的斜率为1-,即()'1f e =-,得出2

a e

=

,计算f(e),即可出结论 (2)①()f x 有两个极值点12,x x ,得()'ln f x x ax =-=0有两个不同的根,即ln x

a x

= 有两个不同的根,令()ln x

g x x

=,利用导数求其范围,则实数a 的范围可求;

()f x 有两个极值点12,x x ,1122ln x -ax =0

ln x -ax =0

???利用()g x 在(e,+∞)递减,()122122ln x +x ln x x +x x

即可证明 【详解】

(1)∵()'ln f x x ax =-,∴()'1f e =-,解得2

a e

=, ∴

,故切点为

, 所以曲线

处的切线方程为

(2)()'ln f x x ax =-,令()'ln f x x ax =-=0,得ln x

a x

=. 令()ln x g x x

=

,则()21ln 'x

g x x -=,

且当时,;当时,;时,. 令,得

,且当

时,;当

时,

递增,在递减,所以

所以当时,

有一个极值点; 时,有两个极值点; 当

时,没有极值点.综上,的取值范围是

(方法不同,酌情给分) 因为是

的两个极值点,所以1122ln x -ax =0ln x -ax =0???即11

2

2ln x =ax ln x =ax ??

?…① 不妨设,则

因为

在递减,且

,所以

()122

122ln x +x ln x x +x x <,即

()1212

ln x +x x +x a <…②. 由①可得()()1212ln x x x +x a =,即

()1212

ln x x x +x a =,

由①,②得

()()121212

12

ln x +x ln x x x +x x +x <

,所以1212x x x +x >.

【典例6】【河南省十所名校2019届高三尖子生第二次联合考试】已知函数(

)

2

()ln f x x a x =+. (1)当0a =时,求函数()f x 的最小值; (2)若()f x 在区间21,e ??

+∞??

??

上有两个极值点()1212,x x x x <. (i )求实数a 的取值范围; (i i )求证:()22212f x e e

-<<-. 【思路引导】

(Ⅰ)求出()()'2ln 1f x x x =+,列表讨论()2

ln f x x x =的单调性,问题得解.

(Ⅰ)(i )由()f x 在区间21,e ??

+∞????上有两个极值点转化成()()22ln 1'x x a f x x

++=有两个零点,即

()()22ln 1g x x x a =++有两个零点,求出()'g x ,讨论()g x 的单调性,问题得解.

(ii )由()20g x =得()2

222ln 1a x x =-+,将()2f x 转化成()()2

2222ln f x x x =-,由()g x 得单调性可得

21x e ?∈ ?,讨论()()2

2222ln f x x x =-在21x e ?∈ ?的单调性即可得证. 【详解】

解:(Ⅰ)当0a =时,()2

ln f x x x =,()()'2ln 1f x x x =+,令()'0f x =,得x

=

()f x 的单调性如下表:

易知()min 2f x e

=-

. (Ⅰ)(i )()()22ln 1'x x a

f x x

++=

.令()()2

2ln 1g x x

x a =++,则()()'4ln 1g x x x =+.

令()'0g x =,得1

x e

=

. ()g x 的单调性如下表:

()f x 在区间21,e ??+∞

???上有两个极值点,即()g x 在区间21,e ??

+∞ ???

上有两个零点, 结合()g x 的单调性可知,210g e ??>

???且10g e ??

< ???

,即430a e ->且210a e -<.

所以

42

31a e e <<,即a 的取值范围是4231,e e ??

???

. (ii )由(i )知()()2

22202ln 1g x a x x =?=-+,所以()()

()2

2

22222ln 2ln f x x a x x x =+=-.

210g e ??>

???,10g e ??

< ???,0g a =>,结合()g x 的单调性可知,21x e ?∈ ?

. 令()()2

2ln x x x ?=-,则()()'4ln ln 1x x x x ?=-+.当1x

e ?∈ ?

时,ln 0x <,ln 10x +>,()'0x ?>, 所以()x ?在1

e ? ?上单调递增,而212e e ???

=- ???,12e ?=-, 因此()2

221

2f x e e

-

<<-. 【典例7】【湖北省黄冈市2019届高三八模模拟测试】已知函数ln ()x

f x ax x

=-,曲线(y f x =)在1x =处的切线经过点(2,1)-. (1)求实数a 的值;

(2)设1b >,求()f x 在区间1

[,]b b

上的最大值和最小值. 【思路引导】

(1)根据导数求出切线斜率为1a -,再利用()()

1,1f 与()2,1-连线斜率为1a -构造出方程,求出结果;(2)由导函数可判断出()f x 在()0,1单调递增,在()1,+∞上单调递减;由此可得最大值为()1f ;再判断

1f b ??

???

与()f b 的大小,较小的为最小值. 【详解】

(1)()f x 的导函数为()2

2

1ln x ax f x x

'--= ()10111a f a --?='=- 依题意,有()()11112

f a --=--,即

1

112

a a -+=-- 解得1a =

(2)由(1)得()2

2

1ln x x f x x

--'=

当01x <<时,210x ->,ln 0x ->

()0f x '∴>,故()f x 在()0,1上单调递增;

当1x >时,210x -<,ln 0x -<

()0f x '∴<,故()f x 在()1,+∞上单调递减

()f x ∴在区间()0,1单调递增,在区间()1,+∞上单调递减

1

01b b

<

<

? ?????

,其中1b > 则()2

11ln 0h b b b ?

?

=-

> ??

?

' 故()h b 在区间()1,+∞单调递增

当1b →时,()0h b → ()0h b ?> ()1f b f b ???>

???

故()f x 最小值11ln f b b b b ??

=-- ?

??

1. 【安徽省合肥市2019届高三第一次教学质量检测】已知函数()()ln 1x

f x e x =-+(e 为自然对数的底数).

(Ⅰ)求函数()f x 的单调区间;

(Ⅰ)若()()g x f x ax =-,a R ∈,试求函数()g x 极小值的最大值. 【思路引导】

(I )计算()f x 导函数,构造函数()h x ,判定单调性,得到()f x 的单调性,即可。(II )得到()g x 的解析式,结合导函数判定()g x 单调性,得到极小值,构造函数()x ?,结合导函数,计算该函数的极值,即可。 【详解】

(Ⅰ)易知1x >-,且()1

1

x

f x e x ='-

+.

令()11

x

h x e x =-+,则()()2101x h x e x +'=+>, ∴函数()1

1

x

h x e x =-

+在()1

x ∈-+∞,上单调递增,且()()000h f ='=. 可知,当()1

0x ∈-,时,()()0h x f x ='<,()()ln 1x

f x e x =-+单调递减; 当()0x ∈+∞,

时,()()0h x f x ='>,()()ln 1x

f x e x =-+单调递增. ∴函数()f x 的单调递减区间是()10

-,,单调递增区间是()0+∞,. (Ⅰ)∵()()()ln 1x

g x f x ax e x ax =-=-+-,∴()()g x f x a ''=-.

由(Ⅰ)知,()g x '在()1

x ∈-+∞,上单调递增, 当1x →-时,()g x '→-∞;当x →+∞时,()g x '→+∞,则()0g x '=有唯一解0x .

可知,当()01

x x ∈-,时,()0g x '<,()()ln 1x

g x e x ax =-+-单调递减; 当()0x x ∈+∞,

时,()0g x '>,()()ln 1x

g x e x ax =-+-单调递增, ∴函数()g x 在0x x =处取得极小值()()0000ln 1x

g x e x ax =-+-,且0x 满足0

01

1

x e a x -

=+. ∴()()()0

00001

1ln 111

x g x x e x x =--++-

+. 令()()()1

1ln 111x

x x e x x ?=--++-+,则()()211x

x x e x ???=-+??+???

'?.

可知,当()1

0x ∈-,时,()0x ?'>,()x ?单调递增; 当()0x ∈+∞,

时,()0x ?'<,()x ?单调递减, ∴()()max 01x ??==.

∴函数()g x 极小值的最大值为1.

2. 【贵州省凯里市第一中学2019届高三下学期模拟】已知函数2

1()ln (1)()2

f x x ax a x a R =+-+∈. (Ⅰ)当1a ≥时,函数()f x 在区间[1,]e 上的最小值为-5,求a 的值; (Ⅰ)设3211

()()(1)22

g x xf x ax a x x =-

++-,且()g x 有两个极值点1x ,2x .

(i )求实数a 的取值范围;

(ii )证明:2

12x x e >.

【思路引导】

(Ⅰ)对()f x 求导,1a ≥可得()0f x '≥,()f x 单调递增,得到()f x 最小值,从而得到a 的值. (Ⅰ)(i )()g x 有两个极值点1x ,2x ,通过参变分离转化为ln 1x

a x

+=有两个不相等的实数根,再转化成两个函数交点问题,从而得到a 的取值范围.

(ii )根据题意得到()11ln 1x a x =+,()22ln 1x a x =+,两式相加、减消去a ,设2

1

x t x =构造出关于t 的函数,利用导数得到单调性,进行证明. 【详解】

解:(Ⅰ)()()()

111'1a x x a f x ax a x x

?

?-- ??

?

=+-+=, ∵1a ≥,[]

1,x e ∈,∴()'0f x ≥, 所以()f x 在区间[]

1,e 上为单调递增.

所以()()()min 1

11582f x f a a a ??==-+=-?=??, 又因为81a =≥, 所以a 的值为8.

(Ⅰ)(i )∵()()()2

3

2

111

ln 1122

2g x x x ax a x ax a x x ??=+-+-++-????

()21

ln 12

x x a x x =-

+-, 且()g x 的定义域为()0,+∞,

∴()()()'ln 111ln 1g x x a x x a x =+-+-=-+. 由()g x 有两个极值点1x ,2x ,

等价于方程()ln 10x a x -+=有两个不同实根1x ,2x .

由()ln 10x a x -+=得:ln 1x a x

+=. 令()ln (0)x

h x x x =

>, 则()2

1ln 'x

h x x

-=,由()'0h x x e =?=. 当()0,x e ∈时,()'0h x >,则()h x 在()0,e 上单调递增; 当(),x e ∈+∞时,()'0h x <,则()h x 在(),e +∞上单调递减. 所以,当x e =时,()ln x h x x =

取得最大值()max 1h e e

=, ∵()10h =,∴当()0,1x ∈时,()0h x <,当()1,x ∈+∞时,()0h x >,

所以101a e <+<

,解得111a e -<<-,所以实数a 的取值范围为11,1e ?

?-- ??

?.

(ii )证明:不妨设120x x <<,

且()11ln 1x a x =+①,()22ln 1x a x =+②, ①+②得:()()()1212ln 1x x a x x =++ ③ ②-①得:()()2

211

ln

1x a x x x =+- ④ ③÷④得:()1212

221

1

ln ln x x x x x x x x +=

-,即()12212211

ln ln x x x x x x x x +=?-, 要证:2

12x x e >,

只需证()12212211

ln ln 2x x x

x x x x x +=

?>-.

即证:212212

121

1

21ln 21x x x x x x x x x x ??

- ?-??>?=

++. 令2

1

(1)x t t x =

>,

设()()214

ln ln 211

t F t t t t

t -=-

=+

-++, ()()()

2

21'01t F t t t -=>+.

∴()F t 在()1,+∞上单调递增, ∴()()10F t F >=,即()21ln 1t t t

->

+,

∴2

12x x e >.

3. 【湖北省黄冈市2020届模拟】设函数()aln(1)1x

f x x x

=

-++,()ln(1)g x x bx =+-. (1)若函数f (x )在0x =处有极值,求函数f (x )的最大值;

(2)是否存在实数b ,使得关于x 的不等式()0

(1)函数f (x )在0x =处有极值说明()'

00f =

(2)对()g x 求导,并判断其单调性。 【详解】

解:(1)由已知得:21()(1)1a

f x x x

'

=

-++,且函数f (x )在0x =处有极值

∴21(0)0(10)10

a

f '

=-=++,

∴1a = ∴()ln(1)1x

f x x x

=

-++, ∴22

11()(1)1(1)x

f x x x x '

-=

-=+++

当(1,0)x ∈-时,()0f x '>,f (x )单调递增; 当(0,)x ∈+∞时,()0f x '<,f (x )单调递减; ∴函数f (x )的最大值为(0)0f =.

(2)由已知得:1

()1g x b x

'

=

-+ ①若1b …

,则[0,)x ∈+∞时, 1

()01g x b x

'=

-+… ∴()ln(1)g x x bx =+-在[0,)+∞上为减函数, ∴()ln(1)(0)0g x x bx g =+-<=在(0,)+∞上恒成立; ②若0b ≤,则[0,)x ∈+∞时,

1

()01g x b x

'=

->+ ∴()ln(1)g x x bx =+-在[0,+∞)上为增函数, ∴()ln(1)(0)0g x x bx g =+->=, 不能使()0

lg ()01x b x

'

=

-=+时, 1

1x b

=

-, 当10,

1x b ??

∈-????

时,()0g x '…, ∴()ln(1)g x x bx =+-在10,1b ??

-????

上为增函数,

此时()ln(1)(0)0g x x bx g =+->=, ∴不能使()0

4. 【四川省名校联盟2019届高考模拟信息卷】已知函数()()2

2

ln 24

a f x a x x a x =-+--.

(Ⅰ)当曲线()f x 在3x =时的切线与直线41y x =-+平行,求曲线()f x 在()()

1,1f 处的切线方程; (Ⅰ)求函数()f x 的极值,并求当()f x 有极大值且极大值为正数时,实数a 的取值范围. 【思路引导】

(Ⅰ)求出()1f ,()'1f ,代入切线方程即可.

(Ⅰ)求出()'f x ,对a 进行分类讨论,令()'0f x =,进而求出()f x 的极值()ln

2

a

f x a a =-极大,令

()ln 02

a

f x a a =->极大,即可求出实数a 的取值范围.

【详解】 (Ⅰ)()'22a

f x x a x

=-+-, 由()'323243

a

f a =

-?+-=-,得3a =. 当1x =时,()()22

39

1132144

f =-+-?-=-,

()3

'1213221

f =-?+-=,

曲线()f x 在()()

1,1f 处的切线方程为()9

214

y x +=-,即84170x y --=. (Ⅰ)()()()21'22x a x a

f x x a x x

--+=

-+-=

. (1)当0a ≤时,()'0f x ≤,所以,()f x 在()0,∞+递减,()f x 无极值. (2)当0a >时,由()'0f x =得2

a

x =

. 随x 的变化()'f x 、()f x 的变化情况如下:

故()f x 有极大值,无极小值;

()()2

2

ln 22224

a a a a f x a a ??=-+-?-

???极大

ln 2a a a =-, 由()ln

02

a

f x a a =->极大,∵0a >,∴2a e >. 所以,当()f x 的极大值为正数时,实数a 的取值范围为()2,e +∞.

5. 【广东省广州市2019届高三第二次模拟】已知函数2()(2)ln 47()f x x x ax x a a =++-+∈R .

(1)若1

2a =,求函数()f x 的所有零点; (2)若1

2

a ≥,证明函数()f x 不存在的极值.

【思路引导】 (1)首先将1

2

a =

代入函数解析式,求出函数的定义域,之后对函数求导,再对导函数求导,得到()0f x '≥(当且仅当1x =时取等号),从而得到函数()f x 在()0,∞+单调递增,至多有一个零点,因为()10f =,

1x =是函数()f x 唯一的零点,从而求得结果;

(2)根据函数不存在极值的条件为函数在定义域上是单调函数,结合题中所给的参数的取值范围,得到

()f x 在()0,∞+上单调递增,从而证得结果.

【详解】 (1)解:当1

a 2=

时,()()2172ln 422

f x x x x x =++-+, 函数()f x 的定义域为()0,∞+,

且()2

ln 3f x x x x =+

+-'. 设()2

ln 3g x x x x

=++-,

则()()()2222211221x x x x g x x x x x

+-+-='=-+= ()0x >. 当01x <<时,()0g x '<;当1x >时,()0g x '>, 即函数()g x 在()0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增, 所以当0x >时,()()10g x g ≥=(当且仅当1x =时取等号). 即当0x >时,()0f x '≥(当且仅当1x =时取等号). 所以函数()f x 在()0,∞+单调递增,至多有一个零点. 因为()10f =,1x =是函数()f x 唯一的零点. 所以若1

2

a =

,则函数()f x 的所有零点只有1x =.

(2)证法1:因为()()2

2ln 47f x x x ax x a =++-+,

函数()f x 的定义域为()0,∞+,且()2

ln 24x f x x ax x

++'=+

-. 当12a ≥

时,()2

ln 3f x x x x

≥++-', 由(1)知2

ln 30x x x

++-≥.

即当0x >时()0f x '≥,

所以()f x 在()0,∞+上单调递增. 所以()f x 不存在极值.

证法2:因为()()2

2ln 47f x x x ax x a =++-+,

函数()f x 的定义域为()0+∞,

,且()2

ln 24x f x x ax x

++'=+-. 设()2

ln 24x m x x ax x

+=+

+-, 则()222

1222

2ax x m x a x x x

+-=-+=' ()0x >. 设()()2

220h x ax x x =+-> ,则()m x '与()h x 同号.

当12

a ≥

时,由()2

220h x ax x =+-=,

解得10x =

<

,20x =>.

可知当20x x <<时,()0h x <,即()0m x '<,当2 x x >时,()0h x >,即()0m x '>, 所以()f x '在()20,x 上单调递减,在()2,x +∞上单调递增. 由(1)知2

ln 30x x x

+

+-≥. 则()()()222222

2

ln 321210f x x x a x a x x =+

+-+-≥-≥'. 所以()()20f x f x ''≥≥,即()f x 在定义域上单调递增. 所以()f x 不存在极值.

6. 【宁夏银川市2019届高三下学期质量检测】已知函数()ln f x x x ax =+在0x x =处取得极小值1-. (1)求实数a 的值;

(2)设()()()0g x xf x b b =+>,讨论函数()g x 的零点个数. 【思路引导】

(1)求出函数的导数结合导数与极值之间的关系得到()()00000

010

1f x lnx a f x x lnx ax ?=++=??=+=-'??,求解即可得到结果;(2)

求出函数的导数,研究函数的极值和单调性,根据最值的符号,分别讨论在各个区间内的零点个数. 【详解】

(1)函数()f x 的定义域为()0,+∞,()ln 1f x x a '=++

Q 函数()ln f x x x ax =+在0x x =处取得极小值1-

()()00000010

1f x lnx a f x x lnx ax ?=++=?∴?=+=-'??

,得011a x =-??

=? 当1a =-时,()ln f x x '=

则()0,1x ∈时,()0f x '<;当()1,x ∈+∞时,()0f x '>

()f x ∴在()0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增

1x ∴=时,函数()f x 取得极小值1-,符合题意 1a ∴=-

(2)由(1)知,函数()()()2

2

ln 0g x xf x b x x x b b =+=-+>,定义域为()0,+∞

则:()12ln 2g x x x ?

?=-

?'??

令()0g x '<

,得0x <<;令()0g x '>

,得x >()g x ∴

在(

上单调递减,在

)

+∞上单调递增

当x =

()g x 取得最小值2

e

b -

当02e b ->,即2

e

b >时,函数()g x 没有零点;

当02e b -=,即2e

b =时,函数()g x 有一个零点;

当02e b -<,即02

e

b <<时,()0g e b => ()0g

g e ?<

存在)

1x e ∈

,使()10g x = ()

g x ∴在

)

e 上有一个零点1x

设()1ln 1h x x x =+

-,则()22111

x h x x x x

='-=- 当()0,1x ∈时,()0h x '<,则()h x 在()0,1上单调递减

()()10h x h ∴>=,即当()0,1x ∈时,1

ln 1x x

>-

当()0,1x ∈时,()2

2

2

2

1ln 1g x x x x b x x b b x x ??=-+>-

-+=- ???

取{}min ,1m x b =,则()0m g x >

()

0m

g

g x ∴< ∴存在(2

m

x x ∈,使得()2

0g x = ()

g x ∴在(m x 上有一个零点2

x

()g x ∴在()0,+∞上有两个零点1x ,2x

综上可得,当2e b >

时,函数()g x 没有零点;当2e b =时,函数()g x 有一个零点;当02

e

b <<时,函数()g x 有两个零点.

7. 【北京市西城区2019届高三4月统一测试】设函数2()e 3x f x m x =-+,其中m R ∈. (Ⅰ)当()f x 为偶函数时,求函数()()h x xf x =的极值;

(Ⅰ)若函数()f x 在区间[2,4]-上有两个零点,求m 的取值范围. 【思路引导】

(Ⅰ)根据偶函数定义列方程,解得0m =.再求导数,根据导函数零点列表分析导函数符号变化规律,即得

极值,(Ⅰ)先分离变量,转化研究函数()23

e

x

x g x -=,[]2,4x ∈-,利用导数研究()g x 单调性与图象,最后根据图象确定满足条件的m 的取值范围. 【详解】

函数的极值与导数教案完美版

《函数的极值与导数》教案 §1.3.2函数的极值与导数(1) 【教学目标】 1.理解极大值、极小值的概念. 2.能够运用判别极大值、极小值的方法来求函数的极值. 3.掌握求可导函数的极值的步骤. 【教学重点】极大、极小值的概念和判别方法,以及求可导函数的极值的步骤. 【教学难点】对极大、极小值概念的理解及求可导函数的极值的步骤. 【内容分析】 对极大、极小值概念的理解,可以结合图象进行说明.并且要说明函数的极值是就函数在某一点附近的小区间而言的. 从图象观察得出,判别极大、极小值的方法.判断极值点的关键是这点两侧的导数异号. 【教学过程】 一、复习引入: 1. 函数的导数与函数的单调性的关系:设函数y=f(x) 在某个区间内有导数,如果在这个区间内/ y >0,那么函数y=f(x) 在为这个区间内的增函数;如果在这个区间内/ y <0,那么函数y=f(x) 在为这个区间内的减函数. 2.用导数求函数单调区间的步骤:①求函数f (x )的导数f ′(x ). ②令f ′(x )>0解不等式,得x 的范围就是递增区间.③令f ′(x )<0解不等式,得x 的范围,就是递减区间. 二、讲解新课: 1.极大值: 一般地,设函数f(x)在点x 0附近有定义,如果对x 0附近的所有的点,都有f(x)<f(x 0),就说f(x 0)是函数f(x)的一个极大值,记作y 极大值=f(x 0),x 0是极大值点. 2.极小值:一般地,设函数f(x)在x 0附近有定义,如果对x 0附近的所有的点,都有f(x)>f(x 0).就说f(x 0)是函数f(x)的一个极小值,记作y 极小值=f(x 0),x 0是极小值点. 3.极大值与极小值统称为极值. 在定义中,取得极值的点称为极值点,极值点是自变量的值,极值指的是函数值.请注意以下几点: (ⅰ)极值是一个局部概念由定义,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. (ⅱ)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. (ⅲ)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,如下图所示,1x 是极大值点,4x 是极小值点,而)(4x f >)(1x f . (ⅳ)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. 4. 判别f (x 0)是极大、极小值的方法: 若0x 满足0)(0='x f ,且在0x 的两侧)(x f 的导数异号,则0x 是)(x f 的极值点,) (0x f

高中数学:导数与函数的极值、最值练习

高中数学:导数与函数的极值、最值练习 (时间:30分钟) 1.函数f(x)=ln x-x在区间(0,e]上的最大值为( B ) (A)1-e (B)-1 (C)-e (D)0 解析:因为f′(x)=-1=,当x∈(0,1)时,f′(x)>0;当x∈(1,e]时, f′(x)<0,所以f(x)的单调递增区间是(0,1),单调递减区间是(1,e],所以当x=1时,f(x)取得最大值ln 1-1=-1. 2.(豫南九校第二次质量考评)若函数f(x)=x(x-c)2在x=2处有极小值,则常数c的值为( C ) (A)4 (B)2或6 (C)2 (D)6 解析:因为f(x)=x(x-c)2, 所以f′(x)=3x2-4cx+c2, 又f(x)=x(x-c)2在x=2处有极小值, 所以f′(2)=12-8c+c2=0,解得c=2或6, c=2时,f(x)=x(x-c)2在x=2处有极小值; c=6时,f(x)=x(x-c)2在x=2处有极大值; 所以c=2. 3.函数f(x)=3x2+ln x-2x的极值点的个数是( A ) (A)0 (B)1 (C)2 (D)无数 解析:函数定义域为(0,+∞),且f′(x)=6x+-2=,不妨设g(x)=6x2-2x+1. 由于x>0,令g(x)=6x2-2x+1=0,则Δ=-20<0, 所以g(x)>0恒成立,故f′(x)>0恒成立, 即f(x)在定义域上单调递增,无极值点. 4.(银川模拟)已知y=f(x)是奇函数,当x∈(0,2)时,f(x)=ln x-ax(a>),当x∈(-2,0)时,f(x)的最小值为1,则a的值等于( D ) (A)4 (B)3 (C)2 (D)1 解析:由题意知,当x∈(0,2)时,f(x)的最大值为-1. 令f′(x)=-a=0,得x=,

导数题型总结(12种题型)

导数题型总结 1.导数的几何意义 2.导数四则运算构造新函数 3.利用导数研究函数单调性 4.利用导数研究函数极值和最值 5.①知零点个数求参数范围②含参数讨论零点个数 6.函数极值点偏移问题 7.导函数零点不可求问题 8.双变量的处理策略 9.不等式恒成立求参数范围 10.不等式证明策略 11.双量词的处理策略 12.绝对值与导数结合问题 导数专题一导数几何意义 一.知识点睛 导数的几何意义:函数y=f(x)在点x=x0 处的导数f’(x0)的几何意义是曲线在点x=x0 处切线的斜率。 二.方法点拨: 1.求切线 ①若点是切点:(1)切点横坐标x0 代入曲线方程求出y0(2)求出导数f′(x),把x0代入导

数求得函数y =f(x)在点x=x 0处的导数f ′(x 0)(3)根据直线点斜式方程,得切线方程:y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0). ②点(x 0,y 0)不是切点求切线:(1)设曲线上的切点为(x 1,y 1); (2)根据切点写出切线方程y -y 1=f ′(x 1)(x -x 1) (3)利用点(x 0,y 0)在切线上求出(x 1,y 1); (4)把(x 1,y 1)代入切线方程求得切线。 2.求参数,需要根据切线斜率,切线方程,切点的关系列方程:①切线斜率k=f ′(x 0) ②切点在曲线上③切点在切线上 三.常考题型:(1)求切线(2)求切点(3)求参数⑷求曲线上的点到直线的最大距离或最小距离(5)利用切线放缩法证不等式 四.跟踪练习 1.(2016全国卷Ⅲ)已知f(x)为偶函数,当x <0时,f(x)=f (-x )+3x ,则曲线y=f (x )在点(1,-3)处的切线方程是 2.(2014新课标全国Ⅱ)设曲线y=ax-ln (x+1)在点(0,0)处的切线方程为y=2x ,则a= A. 0 B.1 C.2 D.3 3.(2016全国卷Ⅱ)若直线y=kx+b 是曲线y=lnx+2的切线,也是曲线y=ln (x+1)的切线,则b= 4.(2014江西)若曲线y=e -x 上点P 处的切线平行于直线2x+y+1=0,则点P 的坐标是 5.(2014江苏)在平面直角坐标系中,若曲线y=ax 2 + x b (a ,b 为常数)过点P (2,-5),且该曲线在点P 处的切线与直线7x+2y+3=0平行,则a+b= 6.(2012新课标全国)设点P 在曲线y=2 1e x 上,点Q 在曲线y=ln (2x )上,则▕PQ ▏的最小值为 A.1-ln2 B. 2(1-ln2) C.1+ln2 D.2(1+ln2) 7.若存在过点(1,0)的直线与曲线y=x 3 和y=ax 2 + 4 15 x-9都相切,则a 等于 8.抛物线y=x 2 上的点到直线x-y-2=0的最短距离为 A. 2 B.8 27 C. 2 2 D. 1

导数与函数的极值、最值考点与题型归纳

导数与函数的极值、最值考点与题型归纳 考点一 利用导数研究函数的极值 考法(一) 已知函数的解析式求函数的极值点个数或极值 [例1] 已知函数f (x )=x -1+a e x (a ∈R ,e 为自然对数的底数),求函数 f (x )的极值. [解] 由f (x )=x -1+a e x ,得f ′(x )=1-a e x . ①当a ≤0时,f ′(x )>0,f (x )为(-∞,+∞)上的增函数,所以函数f (x )无极值. ②当a >0时,令f ′(x )=0, 得e x =a ,即x =ln a , 当x ∈(-∞,ln a )时,f ′(x )<0; 当x ∈(ln a ,+∞)时,f ′(x )>0, 所以函数f (x )在(-∞,ln a )上单调递减,在(ln a ,+∞)上单调递增,故函数f (x )在x =ln a 处取得极小值且极小值为f (ln a )=ln a ,无极大值. 综上,当a ≤0时,函数f (x )无极值; 当a >0时,函数f (x )在x =ln a 处取得极小值ln a ,无极大值. [例2] 设函数f (x )=ln(x +1)+a (x 2-x ),其中a ∈R.讨论函数f (x )极值点的个数,并说明理由. [解] f ′(x )=1 x +1+a (2x -1)=2ax 2+ax -a +1x +1(x >-1). 令g (x )=2ax 2+ax -a +1,x ∈(-1,+∞). ①当a =0时,g (x )=1,f ′(x )>0,函数f (x )在(-1,+∞)上单调递增,无极值点. ②当 a >0时,Δ=a 2-8a (1-a )=a (9a -8). 当0<a ≤8 9时,Δ≤0,g (x )≥0,f ′(x )≥0, 函数f (x )在(-1,+∞)上单调递增,无极值点. 当a >8 9 时,Δ>0, 设方程2ax 2+ax -a +1=0的两根为x 1,x 2(x 1<x 2),

函数极值与导数解析

函数的极值与导数练习 基础篇 1.函数f(x)的定义域为开区间(a,b),其导函数f′(x)在(a,b)内的图象如图1-3-10所示,则函数f(x)在开区间(a,b)内的极大值点有() 图1-3-10 A.1个B.2个 C.3个D.4个 【答案】B[依题意,记函数y=f′(x)的图象与x轴的交点的横坐标自左向右依次为x1,x2,x3,x4,当a<x<x1时,f′(x)>0;当x1<x<x2时,f′(x)<0;当x2<x<x4时,f′(x)≥0;当x4<x<b时,f′(x)<0.因此,函数f(x)分别在x=x1,x=x4处取得极大值,选B.] 2.函数y=x3-3x2-9x(-2<x<2)有() A.极大值5,极小值-27 B.极大值5,极小值-11 C.极大值5,无极小值 D.极小值-27,无极大值 【答案】C[由y′=3x2-6x-9=0,得x=-1或x=3. 当x<-1或x>3时,y′>0;由-1<x<3时,y′<0. ∴当x=-1时,函数有极大值5;3?(-2,2),故无极小值.] 3.已知a是函数f(x)=x3-12x的极小值点,则a=() A.-4 B.-2 C.4 D.2

【答案】D [∵f (x )=x 3-12x ,∴f ′(x )=3x 2-12,令f ′(x )=0,则x 1=-2,x 2=2. 当x ∈(-∞,-2),(2,+∞)时,f ′(x )>0,则f (x )单调递增; 当x ∈(-2,2)时,f ′(x )<0,则f (x )单调递减,∴f (x )的极小值点为a =2.] 4.当x =1时,三次函数有极大值4,当x =3时有极小值0,且函数过原点,则此函数是( ) 过(1,4)f ′(1)=0 过(3,0)f ′(3)=0 A .y =x 3+6x 2+9x B .y =x 3-6x 2+9x C .y =x 3-6x 2-9x D .y =x 3+6x 2-9x 【答案】B [∵三次函数过原点,故可设为 y =a x 3+bx 2+cx , ∴y ′=3x 2+2bx +c . 又x =1,3是y ′=0的两个根, ∴????? 1+3=-2b 31×3=c 3 ,即????? b =-6, c =9 ∴y =x 3-6x 2+9x , 又y ′=3x 2-12x +9=3(x -1)(x -3) ∴当x =1时,f (x )极大值=4 , 当x =3时,f (x )极小值=0,满足条件,故选B.] 5.函数f (x )=x 3-3bx +3b 在(0,1) ) A .00 D .b <1 2 【答案】A [f ′(x )=3x 2 -3b ,要使f (x )在(0,1)内有极小值,则? ?? ?? f ′(0)<0, f ′(1)>0,

(完整版)专题05导数与函数的极值、最值—三年高考(2015-2017)数学(文)真题汇编.doc

1. 【 2016 高考四川文科】已知函数的极小值点,则=( ) (A)-4 (B) -2 (C)4 (D)2 【答案】 D 考点:函数导数与极值. 【名师点睛】本题考查函数的极值.在可导函数中函数的极值点是方程但是极大值点还是极小值点,需要通过这点两边的导数的正负性来判断,在 的解,附近,如 果时,,时,则是极小值点,如果时,,时,,则是极大值点, 2. 【 2015 高考福建,文A.充分而不必要条 件12】“对任意 B.必要而不充分条件 ,”是“ C .充分必要条件 D ”的() .既不充分也不必 要条件 【答案】 B 【解析】当时,,构造函数,则 .故在单调递增,故,则;当时,不等式等价于,构造函数 ,则,故在递增,故 ”是“,则.综上 ”的必要不充分条件,选 所述,“ 对任 意B. ,

【考点定位】导数的应用. 【名师点睛】 本题以充分条件和必要条件为载体考查三角函数和导数在单调性上的应用, 根 据已知条件构造函数,进而研究其图象与性质,是函数思想的体现,属于难题. 3. (2014 课标全国Ⅰ,文 12) 已知函数 f ( x ) = ax 3 - 3 2 + 1,若 f ( ) 存在唯一的零点 x 0 ,且 x x x 0>0,则 a 的取值范围是 ( ) . A . (2 ,+∞ ) B . (1 ,+∞) C . ( -∞,- 2) D .( -∞,- 1) 答案: C 解析:当 a = 0 时, f ( x ) =- 3x 2+ 1 存在两个零点,不合题意; 当 a >0 时, f ′(x ) = 3ax 2- 6x = , 令 ′( ) = 0,得 x 1 = 0, , fx 所以 f ( x ) 在 x =0 处取得极大值 f (0) = 1,在 处取得极小值 , 要使 f ( x ) 有唯一的零点,需 ,但这时零点 x 0 一定小于 0,不合题意; 当 a <0 时, f ′(x ) = 3ax 2- 6x = , 令 f ′(x ) = 0,得 x 1=0, ,这时 f ( x ) 在 x =0 处取得极大值 f (0) = 1,在 处取得极小值 , 要使 f ( x ) 有唯一零点,应满足 ,解得 a <- 2( a > 2 舍去 ) ,且这时 零点 x 0 一定大于 0,满足题意,故 a 的取值范围是 ( -∞,- 2) . 名师点睛:本题考查导数法求函数的单调性与极值,函数的零点,考查分析转化能力,分类讨论思想, 较难题 . 注意区别函数的零点与极值点 . 4. 【 2014 辽宁文 12】当 时,不等式 恒成立,则实数 a 的取 值范围是()

6函数的极值与导数讲义

函数的极值与导数讲义 :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)极大值点与极大值:点b 叫做函数y =f (x )的极大值点,f (b )叫做函数y x 0)=0时: (1)如果在x 0附近的左侧f ′(x )>0,右侧f ′(x )<0,那么f (x 0)是. f ′(x )<0,右侧f ′(x )>0,那么f (x 0)是. 一点附近的大小情况. (2)由函数极值的定义知道,函数在一个区间的端点处一定不可能取得极值,即端点一定不是函数的极值点. (3)极大值不一定比极小值大,极小值也不一定比极大(1)可导函数的极值点一定是导数为0的点,但导数为0的点不一定是函数的极值点. 如y =x 3,y ′(0)=0,x =0不是极值点. 问题1如图观察,函数y =f (x )在d 、e 、f 、g 、h 、i 等点处的函数值与这些点附近的函数值有什 么关系?y =f (x )在这些点处的导数值是多少?在这些点附近,y =f (x )的导数的符号有什么规律? 思考函数f (x )的定义域为开区间(a ,b ),导函数f ′(x )在(a ,b )内的图象如图所示,则函数f (x )在开区间(a ,b )内有________个极小值点. 【例1】求下列函数的极值. (1)f (x )=3x +3ln x ; (2)f (x )=2x x 2+1 -2. 【例2】已知函数f (x )=ax 3+bx 2+cx (a ≠0)在x =±1处取得极值,且f (1)=-1. (1)求常数a ,b ,c 的值;(2)判断x =±1是函数的极大值点还是极小值点,试说明理由,并求出极值. 【变式】已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,且知当x =-1时取得极大值7,当x =3时取得极小值,试求函数f (x )的极小值,并求a 、b 、c 的值. 【例3】 (12分)设a 为实数,函数f (x ) =-x 3+3x +a .(1)求f (x )的极值;(2)是否存在实数a ,使得方程f (x )=0恰好有两个实数根?若存在,求出实数a 的值;若不存在,请说明理由.

高中数学选修2-2精品教案 3.2 函数的极值与导数

§1.3.2函数的极值与导数(1课时) 【学情分析】: 在高一就学习了函数的最大(小)值,这与本小节所要研究的对象——函数极值有着本质区别的,学生容易产生混淆,易把极大值当做最大值,极小值当做最小值。在认识理解导数大小与函数单调性的关系后,结合函数图像直观地引入函数极值的概念,强化极值是描述函数局部特征的概念,使得学生对极值与最值的概念区分开来,也为下节“函数的最值与导数”做好铺垫。 【教学目标】: (1)理解极大值、极小值的概念. (2)能够运用判别极大值、极小值的方法来求函数的极值. (3)掌握求可导函数的极值的步骤 【教学重点】: 极大、极小值的概念和判别方法,以及求可导函数的极值的步骤. 【教学难点】: 极大、极小值概念的理解,熟悉求可导函数的极值的步骤 教学 环节 教学活动设计意图 创设情景 观察图3.3-8,我们发现,t a =时,高台跳水运动员距水面高度最大.那么,函数() h t在此点的导数是多少呢?此点附近的图像有什么特点?相应地,导数的符号有什么变化规律? 放大t a =附近函数() h t的图像,如图3.3-9.可以看出() h a ';在t a =,当t a <时,函数() h t单调递增,()0 h t'>;当t a >时,函数() h t单调递减,()0 h t'<;这就说明,在t a =附近,函数值先增(t a <,()0 h t'>)后减(t a >,()0 h t'<).这样,当t在a的附近从小到大经过a时,() h t'先正后负,且() h t'连续变化,于是有()0 h a '=. 对于一般的函数() y f x =,是否也有这样的性质呢? 附:对极大、极小值概念的理解,可以结合图象进行说明.并且要说明函数的极值是就函数在某一点附近的小区间而言的. 从图象观察得出,判别极大、极小值的方法.判断极值点的关键是这点两侧的导数异号

第三十九讲:函数的极值最值与导数

第三十九讲 函数的极值、最值与导数 一、引言 1.用导数求函数的极大(小)值,求函数在连续区间上的最大最小值,或利用求导法解决一些实际应用问题是函数内容的继续与延伸,这种解决问题的方法使复杂问题变得简单化,因而已逐渐成为高考试题的又一热点. 2.考纲要求:了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;会用导数求函数的极大值和极小值,能求出最大值和最小值;会利用导数解决某些实际问题. 3.考情分析:2010年高考预测对本专题内容的考查将继续以解答题形式与解析几何、不等式、平面向量等知识结合,考查最优化问题,加强了能力考查力度,使试题具有更广泛的实际意义,更体现了导数作为工具分析和解决一些函数性质问题的方法. 二、考点梳理 1.函数的极值: 一般地,设函数()y f x =在0x x =及其附近有定义,如果)(0x f 的值比0x 附近所有各点的函数值都大,我们说()0f x 是函数()y f x =的一个极大值;如果)(0x f 的值比0x 附近所有各点的函数值都小,我们说()y f x =是函数()y f x =的一个极小值.极大值与极小值统称极值. 在定义中,取得极值的点称为极值点,极值点是自变量的值,极值指的是函数值. 理解极值概念要注意以下几点: (1)极值是一个局部概念.由定义可知,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.如下图所示,1x 是极大值点,4x 是极小值点,而4()f x >)(1x f . 2.函数极值的判断方法: 若0x 满足0)(0='x f ,且在0x 的两侧)(x f 的导数异号,则0x 是)(x f 的极值点,

(完整版)导数与函数的极值、最值问题(解析版)

【高考地位】 导数在研究函数的极值与最值问题是高考的必考的重点内容,已由解决函数、数列、不等式问题的辅助工具上升为解决问题的必不可少的工具,特别是利用导数来解决函数的极值与最值、零点的个数等问题,在高考中以各种题型中均出现,对于导数问题中求参数的取值范围是近几年高考中出现频率较高的一类问题,其试题难度考查较大. 【方法点评】 类型一 利用导数研究函数的极值 使用情景:一般函数类型 解题模板:第一步 计算函数()f x 的定义域并求出函数()f x 的导函数'()f x ; 第二步 求方程'()0f x =的根; 第三步 判断'()f x 在方程的根的左、右两侧值的符号; 第四步 利用结论写出极值. 例1 已知函数x x x f ln 1 )(+= ,求函数()f x 的极值. 【答案】极小值为1,无极大值. 【点评】求函数的极值的一般步骤如下:首先令'()0f x =,可解出其极值点,然后根据导函数大于0、小于0即可判断函数()f x 的增减性,进而求出函数()f x 的极大值和极小值. 【变式演练1】已知函数322()f x x ax bx a =+++在1x =处有极值10,则(2)f 等于( ) A .11或18 B .11 C .18 D .17或18 【答案】C 【解析】

试题分析:b ax x x f ++='23)(2,???=+++=++∴1010232 a b a b a ???-==????=----=?114012232b a a a a b 或???=-=33 b a .当???=-=3 3 b a 时,∴≥-=',0)1(3)(2x x f 在1=x 处不存在极值. 当???-==11 4b a 时, )1)(113(1183)(2-+=-+='x x x x x f ,0)(),1,3 11 (<'- ∈∴x f x ;0)(),,1(>'+∞∈x f x ,符合题意. 所以???-==114b a .181622168)2(=+-+=∴f .故选C . 考点:函数的单调性与极值. 【变式演练2】设函数()21 ln 2 f x x ax bx =--,若1x =是()f x 的极大值点,则a 的取值范围为 ( ) A .()1,0- B .()1,-+∞ C .()0,+∞ D .()(),10,-∞-+∞U 【答案】B 【解析】 考点:函数的极值. 【变式演练3】函数x m x m x x f )1(2)1(2 1 31)(23-++-=在)4,0(上无极值,则=m _____. 【答案】3 【解析】 试题分析:因为x m x m x x f )1(2)1(2 1 31)(23-++-= , 所以()()2'()(1)2(1)21f x x m x m x x m =-++-=--+,由()'0f x =得2x =或1x m =-,又因为

函数的极值与导数教学设计一等奖

函数的极值与导数 作者单位:宁夏西吉中学作者姓名:蒙彦强联系电话: 一.教材分析 本节课选自高中数学人教A版选修2-2教材函数的极值与导数,就本册教材而言本节既是前面所学导数的概念、导数的几何意义、导数的计算、函数的单调性与导数等内容的延续和深化,又为下节课最值的学习奠定了知识与方法的基础,起着承上启下的作用.就整个高中教学而言,函数是高中数学主要研究的内容之一,而导数又是研究函数的主要工具,同时导数在化学、物理中都有所涉及可见它的重要性. 二.教学目标 1. 了解极大值、极小值的概念,体会极值是函数的局部性质; 2. 了解函数在某点取得极值的必要条件与充分条件; 3. 会用导数求函数的极值; 4. 培养学生观察、分析、探究、推理得出数学概念和规律的学习能力; 5. 感受导数在研究函数性质中的一般性和有效性,体会导数的工具作用.三.重点与难点 重点是会用导数求函数的极值. 难点是导函数的零点是函数极值点的必要不充分条件的理解. 四.学情分析 基于本班学生基础较差,思维水平参差不齐,所以备课上既要考虑到薄弱同学的理解与接受,又要考虑到其他同学视野的拓展,因此在本节课中我设置了许多的问题,来引导学生怎样学,以问答的方式来激发学生的学习兴趣,同时让更多的学生参与到教学中来.学生已经学习了函数的单调性与导数的关系,学生已经初步具备了运用导数研究函数的能力,为了进一步培养学生的这种能力,体会导数的工具作用,本节进一步研究函数的极值与导数. 五.教具教法 多媒体、展台,问题引导、归纳、类比、合作探究发现式教学 六.学法分析 借助多媒体辅助教学,通过观察函数图像分析极值的特征后,得出极值的定义;通过函数图像上极值点及两侧附近导数符号规律的探究,归纳出极值与导数的关系;通过求极值的问题归纳用导数求函数极值的方法与步骤. 七.教学过程 1.引入 让学生观察庐山连绵起伏的图片思考“山势有什么特点”并结合诗句“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”,由此联想庐山的连绵起伏形成好多的“峰点”与“谷点”,这就是数学上研究的函数的极值引出课题. 【设计意图】从庐山美景出发并结合学生熟悉的诗句来激发学生学习兴趣,让学生在愉快中知道学什么.

(完整word版)高考导数题型归纳

高考压轴题:导数题型及解题方法 (自己总结供参考) 一.切线问题 题型1 求曲线)(x f y =在0x x =处的切线方程。 方法:)(0x f '为在0x x =处的切线的斜率。 题型2 过点),(b a 的直线与曲线)(x f y =的相切问题。 方法:设曲线)(x f y =的切点))(,(00x f x ,由b x f x f a x -='-)()()(000求出0x ,进而解决相关问题。 注意:曲线在某点处的切线若有则只有一,曲线过某点的切线往往不止一条。 例 已知函数f (x )=x 3﹣3x . (1)求曲线y=f (x )在点x=2处的切线方程;(答案:0169=--y x ) (2)若过点A )2)(,1(-≠m m A 可作曲线)(x f y =的三条切线,求实数m 的取值范围、 (提示:设曲线)(x f y =上的切点()(,00x f x );建立)(,00x f x 的等式关系。将问题转化为关于m x ,0的方程有三个不同实数根问题。(答案:m 的范围是()2,3--) 练习 1. 已知曲线x x y 33 -= (1)求过点(1,-3)与曲线x x y 33-=相切的直线方程。答案:(03=+y x 或027415=--y x ) (2)证明:过点(-2,5)与曲线x x y 33-=相切的直线有三条。 2.若直线0122=--+e y x e 与曲线x ae y -=1相切,求a 的值. (答案:1) 题型3 求两个曲线)(x f y =、)(x g y =的公切线。 方法:设曲线)(x f y =、)(x g y =的切点分别为()(,11x f x )。()(,22x f x );

函数的极值与导数-复习课导学案(可编辑修改word版)

f(a) O a x y f ( b) O b x 【学习目标】: 函数的极值与导数(复习学案) 1.回顾函数极值的概念. 2.总结掌握函数极值的四种类型题型. 3.培养分析问题、解决问题的能力. 【温故知新】: 极值的概念: 一般地,设函数f(x)在点x0附近有意义,如果对x0附近的所有的点,都有f(x)<f(x0),则f(x0)是函数f(x)的,其中x0叫作函数的. 如果对x0附近的所有的点,都有f(x)>f(x0) ,我们就说f(x0)是函数f(x)的一个,其中x0叫作函数的. 【类型1】:函数y=f(x)的图象与函数极值 【针对训练1】 1.图3 中的极大值点有;极小值点有. 2.观察函数在X2 与X6 的极值,能发现什么? 【类型2】导数y=f(x)的图象与函数极值 1.由图3 分析极值与导数的关系

x0是函数f(x)的极值点f(x0) =0 f(x0) =0 x0是函数f(x)的极值点 总结:f(x0)=0 是函数取得极值的条件. 2.利用导数判别函数的极大(小)值: 一般地,当函数f(x)在点x0处连续时,且f ' (x0)=0,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; ⑵如果在x0附近的左侧f '(x)<0,右侧f '(x)>0,那么,f(x0)是;【针对训练2】 导函数y=f’(x)的图像如图,试找出函数y=f(x)的极值点, 并指出那些是极大值点,那些是极小值点? 【针对训练3】 导函数y=f’(x)的图像如图,在标记的点中哪一点处 (1)导函数y=f’(x)有极大值? (2)导函数y=f’(x)有极小值? (3)函数y=f(x)有极大值? (4)函数y=f(x)有极小值? 【类型3】求函数y=f(x)的极值 求函数极值(极大值,极小值)的一般步骤: (1) (2) (3) (4) (5)

导数与函数极值、最值问题(解析版)

【高考地位】 导数在研究函数的极值与最值问题是高考的必考的重点内容,已由解决函数、数列、不等式问题的辅助工具上升为解决问题的必不可少的工具,特别是利用导数来解决函数的极值与最值、零点的个数等问题,在高考中以各种题型中均出现,对于导数问题中求参数的取值范围是近几年高考中出现频率较高的一类问题,其试卷难度考查较大. 【方法点评】 类型一利用导数研究函数的极值 使用情景:一般函数类型 解题模板:第一步 计算函数()f x 的定义域并求出函数()f x 的导函数'()f x ; 第二步求方程'()0f x =的根; 第三步 判断'()f x 在方程的根的左、右两侧值的符号; 第四步 利用结论写出极值. 例1 已知函数x x x f ln 1 )(+= ,求函数()f x 的极值. 【答案】极小值为1,无极大值. 【点评】求函数的极值的一般步骤如下:首先令'()0f x =,可解出其极值点,然后根据导函数大于0、小于0即可判断函数()f x 的增减性,进而求出函数()f x 的极大值和极小值. 【变式演练1】已知函数322()f x x ax bx a =+++在1x =处有极值10,则(2)f 等于( ) A .11或18 B .11 C .18 D .17或18 【答案】C 【解读】

试卷分析:b ax x x f ++='23)(2,???=+++=++∴1010232 a b a b a ???-==????=----=?114012232b a a a a b 或???=-=33 b a .当???=-=3 3 b a 时,∴≥-=',0)1(3)(2x x f 在1=x 处不存在极值. 当???-==11 4b a 时, )1)(113(1183)(2-+=-+='x x x x x f ,0)(),1,3 11 (<'- ∈∴x f x ;0)(),,1(>'+∞∈x f x ,符合题意. 所以???-==114b a .181622168)2(=+-+=∴f .故选C . 考点:函数的单调性与极值. 【变式演练2】设函数()21 ln 2 f x x ax bx =--,若1x =是()f x 的极大值点,则a 的取值范围为 ( ) A .()1,0- B .()1,-+∞ C .()0,+∞ D .()(),10,-∞-+∞ 【答案】B 【解读】 考点:函数的极值. 【变式演练3】函数x m x m x x f )1(2)1(2 1 31)(23-++-=在)4,0(上无极值,则=m _____. 【答案】3 【解读】 试卷分析:因为x m x m x x f )1(2)1(2 1 31)(23-++-= , 所以()()2'()(1)2(1)21f x x m x m x x m =-++-=--+,由()'0f x =得2x =或1x m =-,又因为

导数与函数的极值、最值

导数与函数的极值、最值 【题型突破】 利用导数解决函数的极值问题 ?考法1根据函数图象判断函数极值的情况 【例1】设函数f(x)在R上可导,其导函数为f′(x),且函数y=(1-x)f′(x)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) D ?考法2求已知函数的极值 【例2】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]∵f′(x)=(e x-ax)+(x-2)(e x-a) =(x-1)(e x-2a), ∵a>0,由f′(x)=0得x=1或x=ln 2a. ①当a=e 2时,f′(x)=(x-1)(e x-e)≥0,∴f(x)单调递增,故f(x)无极值. ②当0<a<e 2时,ln 2a<1,当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表: x (-∞,ln 2a)ln 2a (ln 2a,1)1(1,+∞) f′(x)+0-0+ f(x)极大值极小值 ③当a>e 2时,ln 2a>1,当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表: x (-∞,1)1(1,ln 2a)ln 2a (ln 2a,+∞) f′(x)+0-0+ f(x)极大值极小值

综上,当0<a <e 2时,f (x )有极大值-a (ln 2a -2)2,极小值a -e ; 当a =e 2 时,f (x )无极值; 当a >e 2时,f (x )有极大值a -e ,极小值-a (ln 2a -2)2. ?考法3 已知函数极值求参数的值或范围 【例3】 (1)已知f (x )=x 3+3ax 2+bx +a 2在x =-1时有极值0,则a -b =________. (2)若函数f (x )=e x -a ln x +2ax -1在(0,+∞)上恰有两个极值点,则a 的取值范围为( ) A .(-e 2,-e) B .? ? ???-∞,-e 2 C .? ? ???-∞,-12 D .(-∞,-e) (1)-7 (2)D [方法总结] 1.利用导数研究函数极值问题的一般流程 2.已知函数极值点和极值求参数的两个要领 (1)列式:根据极值点处导数为0和极值列方程组,利用待定系数法求解. (2)验证:因为一点处的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. A .2或6 B .2 C .23 D .6 (2)(2019·广东五校联考)已知函数f (x )=x (ln x -ax )有极值,则实数a 的取值范围 是( )

函数的极值与导数(教案

1.3.2 函数的极值与导数(教案) 一、教学目标 1 知识与技能 〈1〉结合函数图象,了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件 〈2〉理解函数极值的概念,会用导数求函数的极大值与极小值 2过程与方法 结合实例,借助函数图形直观感知,并探索函数的极值与导数的关系。 3情感与价值 感受导数在研究函数性质中一般性和有效性,通过学习让学生体会极值是函数的局部性质,增强学生数形结合的思维意识。 二、重点:利用导数求函数的极值 难点:函数在某点取得极值的必要条件与充分条件 三、教学基本流程 四、教学过程 〈一〉、创设情景,导入新课 1、通过上节课的学习,导数和函数单调性的关系是什么?

(提高学生回答) 2.观察图1.3.8 表示高台跳水运动员的高度h 随时间t 变化的函数 ()h t =-4.9t 2 +6.5t+10的图象,回答 以下问题 (1)当t=a 时,高台跳水运动员距水面的高度最大,那么函数()h t 在t=a 处的导数是多少呢? (2)在点t=a 附近的图象有什么特点? (3)点t=a 附近的导数符号有什么变化规律? 共同归纳: 函数h(t)在a 点处h /(a)=0,在t=a 的附近,当t <a 时,函数()h t 单调递增, ()'h t >0;当t >a 时,函数()h t 单调递减, ()'h t <0,即当t 在a 的附近从小到大经过a 时, ()'h t 先正后负,且()'h t 连续变化,于是h /(a)=0. 3、对于这一事例是这样,对其他的连续函数是不是也有这种性质呢? <二>、探索研讨 1、观察1.3.9图所表示的y=f(x)的图象,回答以下问题: a o h t

导数与函数的极值专题

导数与函数的极值专题 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 ;,f ' (a )= ;而且在点x=a 附近的左侧 ,右侧 ,则 叫作函数y=f (x )的极小值点, 叫作函数y=f (x )的极小值. (2)函数的极大值: 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 ;,f ' (a )= ;而且在点x=a 附近的左侧 ,右侧 ,则 叫作函数y=f (x )的极大值点, 叫作函数y=f (x )的极大值. 极小值点、极大值点统称为极值点,极大值和极小值统称为极值. 2、利用导数求函数极值的一般步骤: (1) 求导函数f /(x); (2) 求解方程f /(x)=0; (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 题型1:极值与导数的关系: 1、已知定义在R 的函数f(x),则“0x 是函数 f(x)的极值点”是“0)(0='x f ”的( ) A. 充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.以上都不对 2、已知定义在R 的可导函数f(x),则“0x 是函数 f(x)的极值点”是“0)(0='x f ”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.以上都不对 3、已知函数f (x )=2e f '(e)ln x e x -(e 是自然对数的底数),则f (x )的极大值为( ) A .2e -1 B .e 1- C .1 D .2ln 2 4、设f (x )=12x 2-x+cos(1-x ),则函数f (x ) ( ) A .有且仅有一个极小值 B .有且仅有一个极大值 C .有无数个极值 D .没有极值

函数极值与导数练习(基础)

函数极值与导数(基础) 1.下列说法正确的是 A.当f ′(x 0)=0时,则f (x 0)为f (x )的极大值 B.当f ′(x 0)=0时,则f (x 0)为f (x )的极小值 C.当f ′(x 0)=0时,则f (x 0)为f (x )的极值 D.当f (x 0)为函数f (x )的极值且f ′(x 0)存在时,则有f ′(x 0)=0 2、函数()f x 的定义域为开区间()a b ,,导函数()f x '在()a b ,内的图象如图所示,则函数()f x 在开区间()a b ,内有极小值点( ) A .1个 B .2个 C .3个 D .4个 3、函数3()13f x x x =+-有( ) A .极小值-1,极大值1 B .极小值-2,极大值3 C .极小值-2,极大值2 D .极小值-1,极大值3 4、如果函数()y f x =的导函数的图象如图所示,给出下列判断: ①函数()y f x =在区间13,2?? -- ?? ?内单调递增; ②函数()y f x =在区间1,32?? - ??? 内单调递减; ③函数()y f x =在区间(4,5)内单调递增; ④当4x =时,函数()y f x =有极小值; ⑤当12 x =-时,函数()y f x =有极大值; 则上述判断中正确的是___________. 5、函数3223y x x a =-+的极大值是6,那么实数a 等于_______ 6、函数x x x f ln 1 )(+= 的极小值等于_______. 7、求下列函数的极值: (1).x x x f 12)(3-=;(2).2()x f x x e =;(3)..21 2)(2-+= x x x f 8、已知)0()(23≠++=a cx bx ax x f 在1±=x 时取得极值,且1)1(-=f . (1).试求常数a 、b 、c 的值; (2).试判断1±=x 是函数的极小值还是极大值,并说明理由. 9、已知函数()()3220f x x ax x a =+++>的极大值点和极小值点都在区间()1,1-内, 则实数a 的取值范围是.

导数与函数的极值、最值

导数与函数的极值、最值 最新考纲了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;会用导数求函数的极大值、极小值(其中多项式函数不超过三次);会求闭区间上函数的最大值、最小值(其中多项式函数不超过三次). 知识梳理 1.函数的极值与导数 (1)判断f(x0)是极值的方法 一般地,当函数f(x)在点x0处连续且f′(x0)=0, 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; 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)求可导函数极值的步骤: ①求f′(x); ②求方程f′(x)=0的根; ③检查f′(x)在方程f′(x)=0的根的左右两侧的符号.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. 2.函数的最值与导数 (1)函数f(x)在[a,b]上有最值的条件 如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是连续不断的曲线,那么它必有最大值和最小值.

(2)设函数f(x)在[a,b]上连续且在(a,b)内可导,求f(x)在[a,b]上的最大值和最小值的步骤如下: 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,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值. 诊断自测 1.判断正误(在括号内打“√”或“×”) 精彩PPT展示 (1)函数在某区间上或定义域内极大值是唯一的.(×) (2)函数的极大值不一定比极小值大.(√) (3)对可导函数f(x),f′(x0)=0是x0点为极值点的充要条件.(×) (4)函数的最大值不一定是极大值,函数的最小值也不一定是极小值.(√) 2.函数f(x)=-x3+3x+1有() A.极小值-1,极大值1 B.极小值-2,极大值3 C.极小值-2,极大值2 D.极小值-1,极大值3 解析因为f(x)=-x3+3x+1,故有y′=-3x2+3,令y′=-3x2+3=0,解得x =±1,于是,当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:

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