高考数学复习点拨 数学a版选修(2-2)1.3~1.4教材解读
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1.3~1.4教材解读
一、函数的单调性与导数
(1)设函()y f x =在某个区间()a b ,内可导,如果()0f x '>,那么函数()y f x =在这个区间内单调递增;()0f x '<,那么函数()y f x =在这个区间内单调递减.
(2)求可导函数单调区间的一般步骤和方法:
①确定函数()y f x =的定义域;
②求()f x ',令()0f x '=,解此方程,求出它在定义域内的一切实根;
③把各实根按由小到大顺序排列起来,然后用这些点把函数()f x 的定义域分成若干个小区间;
④确定()f x '在各个小区间内的符号,根据()f x '的符号判定函数()f x 在第个相应小开区间内的增减性.
注意事项:
(1)导数与函数的单调性的关系(以下以增函数为例).
①()0f x '>能推出()f x 为增函数,但反之不一定.如函数3()f x x =在()-+,
∞∞上单调递增,但()0f x '≥.所以()0f x '>是()f x 为增函数的充分条件,但不是必要条件. ②()f x 为增函数,一定可以推出()0f x '≥,但反之不一定,因为()0f x '≥,即为()0f x '>或()0f x '=,当函数在某个区间内恒有()0f x '=,则()f x 为常数,函数不具有单调性.所以()0f x '≥是()f x 为增函数的必要条件,但不是充分条件.
③()f x 为增函数的充要条件是对任意的()x a b ∈,都有()0f x '≥且在()a b ,内的任一非空子区间上()0f x '≠.
(2)在利用导数讨论函数的单调区间时,首先要确定定义域,在定义域内,通过讨论导数的符号来判断函数的单调区间.不能把一个单调区间分成两个单调区间,例如:函数(0)2(0)x x y x x ⎧=⎨>⎩
,, ≤ 其单调区间为()-+,∞∞不应写成(0)-,∞和(0)+,∞.也不能把本来不是一个单调区间的,合写成一个单调区间,例如函数1y x
=,其单调区间只能是(0)-,∞及(0)+,∞,而不能写成()-+,∞∞.因为0不在其定义域内,也不能滥用并集符号,如写成(0)(0)-+ ,,∞∞也是错误的.
二、函数的极值与导数
(1)极值的概念
已知函数()y f x =,设0x 是定义域内任一点,如果对0x 附近的所有的点x ,都有
00()()(()())f x f x f x f x <>,则称0()f x 为函数的一个极大(小)值,称0x 为极大(小)值点.
(2)求可导函数()y f x =的极值的方法:
解方程()0f x '=,当()0f x '=时:
①如果在0x 附近的左侧()0f x '>,右侧()0f x '<,那么0()f x 是极大值; ②如果在0x 附近的左侧()0f x '<,右侧()0f x '>,那么0()f x 是极小值. 注意事项:
(1)概念的说明:
①极值点总是()f x 定义域中内部的点,不会是端点.
②函数()f x 在其定义域上的极值点可能不止一个,也可能没有.函数的极大值与极小值,没有必然的大小关系,极小值不一定比极大值小.
(2)极值点与导数为0的点的关系.
可导函数()f x 在点0x 取得极值的充要条件是0()0f x '=,且在0x 左侧与右侧()f x '的符号不同,很明显,()0f x '=是0x 为极值点的必要条件,但不是充分条件.
(3)函数的导数不存在的点也可能是极值点. 如函数()f x x =,在0x =处,左侧(0)()10x f x '<=-<,右侧(0)()10x f x '>=>,当0x =时,()0f x =是()f x 的极小值,但(0)f '不存在.
三、函数的最大(小)值与导数
设()y f x =是定义在区间[]a b ,上的可导函数,求函数()y f x =在[]a b ,上的最大值与最小值,可分两步进行.
第一步:求()y f x =在()a b ,内的极值.
第二步:将()y f x =的各极值与()()f a f b ,比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.
注:若函数()f x 在[]a b ,上单调增加,则()f a 为函数的最小值,()f b 为函数的最大值;若函数()f x 在[]a b ,上单调减小,则()f a 为函数的最大值,()f b 为函数的最小值.
四、运用导数解决生活中优化问题的三个步骤
(1)理解题意,将实际问题抽象成数学模型,写出实际问题中变量之间的函数关系()y f x =;
(2)求函数的导数()f x ',解方程()0f x '=;
(3)比较函数在区间端点和使()0f x '=的点的函数值大小,最大(小)者为最大(小)值.
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