4.2.2 最大值、最小值问题 教案(高中数学选修1-1北师大版)
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2.2最大值、最小值问题
●三维目标
1.知识与技能:会用导数求函数的最值,会用导数求最值的方法解决实际中优化问题.
2.过程与方法:通过极值与最值的联系,体会从特殊到一般的研究方法,培养观察、归纳能力.
3.情感、态度与价值观:体会导数在实际生活中的作用,激发学生的学习兴趣,培养探索精神.
●重点难点
重点:用导数的方法求函数的最值、用导数解决实际生活中的最优化问题.难点:实际问题的数学建模.
教学时引导学生观察、分析极值与最值的关系,从而归纳出求最值的方法、步骤,通过例题与练习来认识熟练数学建模,利用导数解决最优化问题.
●教学建议
本节内容安排在学生学习了极值之后,最值是在函数的极值基础上的发展.教学时引导学生探究极值与最值的区别,认识局部与整体的区别与联系,指引学生学会用导数解决实际生活中的优化问题的关键是建立数学模型,即列出函数关系并利用导数求最值.
●教学流程
创设问题情境,提出问题 学生通过回答问题,理解最值的概念,学会求最值的方法. 通过例1及互动探究,使学生掌握求函数最值的基本方法 通过例2及变式训练,使学生掌握已知最值求参数值的基本方法 通过例3及变式训练,使学生掌握最值在实际问题中的应用
完成当堂双基达标,巩固所学知识 归纳整理,进行课堂小结
假设函数y=f(x)、y=g(x)、y=h(x)在闭区间[a,b]的图像都是一条连续不断的曲线(如下图所示),观察图像.
(1)这三个函数在[a,b]上一定能够取得最大值、最小值吗?
(2)y=h(x)在(a,b)内有最值和极值吗?
(3)如何求函数在区间[a,b]上的最值?
【提示】(1)一定能.(2)无最值、无极值.
(3)先求出(a,b)内的极值,再求区间端点值进行比较,最大的就是最大值,最小的就是最小值.
函数的最大值与最小值
函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大(小)值点x0指的是:函数在这个区间上所有点的函数值都不超过(低于)最大(小)值f(x0),最大(小)值或者在极大(小)值点取得,或者在区间的端点取得.函数的最大值和最小值统称为最值.
求函数f (x )=(x 2-4)(x -1
2)在区间[-2,2]上的最值.
【思路探究】 先对函数求导,再求出极值与区间端点的函数值,从而确定最大值与最小值.
【自主解答】 ∵f (x )=(x 2-4)(x -1
2), ∴f ′(x )=3x 2-x -4.
由f ′(x )=0,得x =4
3或x =-1.
又f (43)=-5027,f (-1)=9
2,f (-2)=0,f (2)=0, ∴f (x )在[-2,2]上的最大值为92,最小值为-50
27.
1 .当函数多项式的次数大于2或用传统方法不易求最值时,可考虑用导数的方法求解.
2 .比较极值与端点函数值大小时,有时需要利用作差或作商,甚至需要分类讨论.
本例中函数解析式变为f (x )=x 3-3x 2+6x -2,试求最值.
【解】 f ′(x )=3x 2-6x +6=3(x -1)2+3>0,所以函数f (x )在区间[-2,2]上是增加的,从而f (x )在区间[-2,2]上的最大值为f (2)=6,最小值为f (-2)=-34.
已知函数f(x)=ax3-6ax2+b,x∈[-1,2]的最大值为3,最小值为-29,求a,b的值.
【思路探究】先求函数f(x)的导函数f′(x),再根据a分类讨论,列表分析函数f(x)的最值,从而求出a,b的值.
【自主解答】由题设知a≠0,否则f(x)=b为常函数,与题设矛盾.
根据导数公式表和求导法则可得f′(x)=3ax2-12ax=3ax(x-4).
令f′(x)=0,得x1=0,x2=4(舍去).
①当a>0时,列表如下:
2]上的最大值,则f(0)=3,即b=3.
又f(-1)=-7a+3,f(2)=-16a+3,f(2)<f(-1),
所以当x=2时,函数f(x)在[-1,2]上取得最小值,则f(2)=-16a+3=-29,解得a=2.
②当a<0时,同理可得,当x=0时,f(x)取得极小值,也就是函数f(x)在[-1,2]上的最小值,则f(0)=-29,即b=-29.
又f(-1)=-7a-29,f(2)=-16a-29,f(2)>f(-1),
所以当x=2时,函数在[-1,2]上取得最大值,则f(2)=-16a-29=3,解得a=-2.
综上可得,a=2,b=3或a=-2,b=-29.
1 .本题关键是正确的确定最值.
2 .已知函数最值求参数的步骤:
(1)求导数f′(x),并求极值;
(2)利用单调性,将极值与区间端点的函数值进行比较,确定函数的最值;
(3)利用最值列关于参数的方程(组),解方程(组)即可.。