选修3-3.3-2
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第三章导数及其应用3.3 导数在研究函数中的应用3.3.2 函数的极值与导数A级基础巩固一、选择题1.可导“函数y=f(x)在一点的导数值为0”是“函数y=f(x)在这点取得极值”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析:对于f(x)=x3,f′(x)=3x2,f′(0)=0,不能推出f(x)在x=0处取极值,反之成立.答案:B2.已知可导函数f(x),x∈R,且仅在x=1处,f(x)存在极小值,则( )A.当x∈(-∞,1)时,f′(x)>0;当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0B.当x∈(-∞,1)时,f′(x)>0;当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0C.当x∈(-∞,1)时,f′(x)<0;当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0D.当x∈(-∞,1)时,f′(x)<0;当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0解析:因为f(x)在x=1处存在极小值,所以x<1时,f′(x)<0,x>1时,f′(x)>0.答案:C3.函数y=x3-3x2-9x(-2<x<2)有( )A.极大值5,极小值-27B.极大值5,极小值-11C.极大值5,无极小值D.极小值-27,无极大值解析:由y′=3x2-6x-9=0,得x=-1或x=3,当x<-1或x>3时,y′>0;当-1<x<3时,y′<0.故当x=-1时,函数有极大值5;x取不到3,故无极小值.答案:C4.已知f(x)=x3+ax2+(a+6)x+1有极大值和极小值,则a的取值范围为( ) A.-1<a<2 B.-3<a<6C.a<-1或a>2 D.a<-3或a>6解析:f′(x)=3x2+2ax+(a+6),因为f(x)既有极大值又有极小值,那么Δ=(2a)2-4×3×(a+6)>0,解得a>6或a<-3.答案:D5.设a∈R,若函数y=e x+ax,x∈R有大于零的极值点,则( )A.a<-1 B.a>-1C.a>-1eD.a<-1e解析:y′=e x+a=0,e x=-a,因为x>0,所以 e x>1,即-a>1,所以a<-1.答案:A二、填空题6.函数f(x)=x3-6x+a的极大值为________,极小值为________.解析:f′(x)=x2-6令f′(x)=0,得x=-2或x=2,所以f(x)极大值=f(-2)=a+42,f(x)极小值=f(2)=a-4 2.答案:a+42,a-4 2.7.已知函数y=x3+ax2+bx+27在x=-1处取极大值,在x=3处取极小值,则a=________,b=________.解析:y′=3x2+2ax+b,根据题意知,-1和3是方程3x2+2ax+b=0的两根,由根与系数的关系可求得a=-3,b=-9.经检验,符合题意.答案:-3 -98.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),如图所示.则下列说法中不正确的是________.①当x =32时,函数取得极小值;②f (x )有两个极值点;③当x =2时,函数取得极小值; ④当x =1时,函数取得极大值.解析:由图象可知当x ∈(-∞,1)时,f ′(x )>0;当x ∈(1,2)时,f ′(x )<0;当x ∈(2,+∞)时,f ′(x )>0,所以f (x )有两个极值点1和2,且当x =2时,函数取得极小值,当x =1时,函数取得极大值.故只有①不正确.答案:① 三、解答题9.已知f (x )=13x 3-12x 2-2x ,求f (x )的极大值与极小值.解:由已知得f (x )的定义域为R.f ′(x )=x 2-x -2=(x +1)(x -2).令f ′(x )=0,得x =-1或x =2.当x 变化时,f ′(x )与f (x )的变化情况如下表:↗↘↗因此,当x =-1时,f (x )取得极大值,且极大值为f (-1)=3×(-1)3-2×(-1)2-2×(-1)=76;当x =2时,f (x )取得极小值,且极小值为f (2)=13×23-12×22-2×2=-103.从而f (x )的极大值为76,极小值为-103.10.已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +a 2在x =1处取极值10,求f (2)的值. 解:f ′(x )=3x 2+2ax +b .由题意得⎩⎪⎨⎪⎧f (1)=10,f ′(1)=0,即⎩⎪⎨⎪⎧a 2+a +b +1=10,2a +b +3=0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a =4,b =-11或⎩⎪⎨⎪⎧a =-3,b =3. 当a =4,b =-11时,令f ′(x )=0,得x 1=1,x 2=-113.当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:↗↘↗当a =-3,b =3时,f ′(x )=3x 2-6x +3=3(x -1)2≥0, 所以 f (x )在x =1处没有极值,不合题意. 综上可知f (2)=18.B 级 能力提升1.等差数列{a n }中的a 1,a 4 031是函数f (x )=13x 3-4x 2+6x -1的极值点,则log 2a 2 016的值为( )A .2B .3C .4D .5解析:因为f ′(x )=x 2-8x +6,且a 1,a 4 031是函数f (x )=13x 3-4x 2+6x -1的极值点,所以a 1,a 4 031是方程x 2-8x +6=0的两个实数根,则a 1+a 4 031=8.而{a n }为等差数列,所以a 1+a 4 031=2a 2 016,即a 2 016=4,从而log 2a 2 016=log 24=2.故选A.答案:A2.若函数f (x )=x 3+3ax 2+3(a +2)x +1有极大值和极小值,则实数a 的取值范围是________.解析:函数f (x )为三次函数,其导函数f ′(x )=3x 2+6ax +3(a +2)为二次函数,要使函数f (x )既有极大值又有极小值,需f ′(x )=0有两个不等的实数根,所以Δ=(6a )2-4×3×3(a +2)>0,解得a <-1或a >2.答案:(-∞,-1)∪(2,+∞)3.设a 为实数,函数f (x )=x 3-x 2-x +a . (1)求f (x )的极值;(2)当a 在什么范围内取值时,曲线y =f (x )与x 轴仅有一个交点? 解:(1)f ′(x )=3x 2-2x -1. 令f ′(x )=0,则x =-13或x =1.当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:↗↘↗所以f (x )的极大值是f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-3=27+a ,极小值是f (1)=a -1.(2)函数f (x )=x 3-x 2-x +a =(x -1)2(x +1)+a -1, 由此可知,x 取足够大的正数时, 有f (x )>0,x 取足够小的负数时, 有f (x )<0,所以曲线y =f (x )与x 轴至少有一个定点.由(1)知f (x )最大值=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=527+a ,f (x )极小值=f (1)=a -1.因为曲线y =f (x )与x 轴仅有一个交点, 所以f (x )极大值<0或f (x )极小值>0, 即527+a <0或a -1>0,所以a <-527或a >1, 所以当a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-527∪(1,+∞)时,曲线y =f (x )与x 轴仅有一个交点.。
高中物理选修3-3全册精品教案第七章分子动理论7.1物质是由大量分子组成的教学目标1、知识与技能(1)知道一般分子直径和质量的数量级;(2)知道阿伏伽德罗常数的含义,记住这个常数的数值和单位;(3)知道用单分子油膜方法估算分子的直径。
2、过程与方法:通过单分子油膜法估算测量分子大小,让学生体会到物质是由大量分子组成的。
形成正确的唯物主义价值观。
3、情感、态度与价值观教学重难点(1)使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小(直径)的方法;(2)运用阿伏伽德罗常数估算微观量(分子的体积、直径、分子数等)的方法。
教学教具(1)教学挂图或幻灯投影片:水面上单分子油膜的示意图;离子显微镜下看到钨原子分布的图样;(2)演示实验:演示单分子油膜:油酸酒精溶液(1:20O),滴管,直径约20cm圆形水槽,烧杯,画有方格线的透明塑料板。
教学过程:第一节物质是由大量分子组成的(一)热学内容简介(1)热现象:与温度有关的物理现象。
如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。
(2)热学的主要内容:热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质等。
(3)热学的基本理论:由于热现象的本质是大量分子的无规则运动,因此研究热学的基本理论是分子动理论、量守恒规律。
(二)新课教学1、分子的大小:分子是看不见的,怎样能知道分子的大小呢?(1)单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。
演示:如果油在水面上尽可能地散开,可认为在水面上形成单分子油膜,可以通过幻灯观察到,并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上,用于测定油膜面积。
如图1所示。
提问:已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S,那么这种油分子的直径是多少?(如果分子直径为d,油滴体积是V,油膜面积为S,则d=V/S,根据估算得出分子直径的数量级为10-10m)(2)利用离子显微镜测定分子的直径。
看物理课本上彩色插图,钨针的尖端原子分布的图样:插图的中心部分亮点直接反映钨原子排列情况。
第三节 中外著名旅游景观欣赏 学案●课标要求运用资料,举例描述中外著名旅游景区的景观特点,并从地理角度说明其形成原因。
●课标解读1.运用资料,描述黄山、云南元阳梯田、澳大利亚大堡礁、法国巴黎塞纳河畔的古城区的位置、旅游特色及其形成原因。
2.了解中国的一些名山、溶洞、园林以及世界的一些重要旅游景区。
3.学会分析典型事物的方法,树立科学发展观。
●新课导入建议同学们知道哪些著名的旅游胜地,他们为什么被称为是旅游胜地,又有什么独特之处吸引了旅游者去游玩?那么这节课我就带领大家来看一下几个中外著名旅游景观的欣赏!导入新课——中外著名旅游景观欣赏。
●教学流程设计课 标 解 读 重 点 难 点 1.举例说明中外著名旅游景区的景观特征。
2.从地理角度分析旅游景观的成因。
1.中外著名旅游景区的景观特点。
(重点) 2.会分析旅游景观的成因。
(重难点)黄山风景名胜区1.概况⎩⎪⎨⎪⎧ 位置:我国安徽省南部三大主峰:莲花峰、天都峰、光明顶列入世界文化与自然遗产时间:1990年地貌:花岗岩地貌2.黄山四绝(1)名称:奇松、怪石、云海、温泉。
(2)成因①怪石:在奇峰的基础上,通过外力的风化和侵蚀作用而形成。
②温泉:地下热水沿断层或裂隙上升到地表而成。
1.说明黄山的岩石构成及其特点。
【提示】 黄山由花岗岩构成,其花岗岩体垂直节理发育充分,是我国花岗岩地貌中的杰出代表。
澳大利亚大堡礁风景区 1.分布:大堡礁是澳大利亚东北海岸外一系列珊瑚岛礁的总称。
2.形成:大堡礁是在地壳缓慢的下沉过程中,由一代接一代珊瑚虫骨骼堆积而成的。
3.观赏:大堡礁的礁体多在海下,游客如果要亲身体验美丽的海中奇观,可以乘坐具有透明船底的出海游船,也可以参加各种潜水活动。
中国云南的元阳梯田景区 1.形成原因(1)自然原因⎩⎪⎨⎪⎧ 地形:周围是哀牢山,海拔大多在2 500 米左右气候:一年四季都有来自印度洋的水汽,加上附近元江水汽蒸腾升空,形成了 云雨(2)人为原因:哈尼人用石块砌起围墙,种植水稻,在高山上修沟渠引水灌溉稻田。
1.对于可导函数,导数为零的点不一定是极值点,极值点的导数一定为零.即在某点的导数为零是该点为极值点的必要不充分条件.
2.函数的极值是一个局部概念,极大值和极小值之间大小关系不确定.
[A级基础夯实]
1.函数y=x3-3x2-9x(-2<x<2)有()
A.极大值为5,极小值为-27
B.极大值为5,极小值为-11
C.极大值为5,无极小值
D.极小值为-27,无极大值
解析:y′=3x2-6x-9=3(x+1)(x-3),
令y′=0,得x=-1或x=3.
当-2<x<-1时,y′>0;
当-1<x<2时,y′<0.
所以当x=-1时,函数有极大值,且极大值为5;无极小值.
答案:C
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
解析:函数在极小值点附近的图象应有先减后增的特点,因此根据导函数的图象,应该在导函数的图象上找从x轴下方变为x轴上方的点,这样的点只有1
个,所以函数只有1个极小值点.
答案:A
3.若x=-2与x=4是函数f(x)=x3+ax2+bx的两个极值点,则有() A.a=-2,b=4 B.a=-3,b=-24
C.a=1,b=3 D.a=2,b=-4
解析:f′(x)=3x2+2ax+b,依题意有x=-2和x=4是方程3x2+2ax+b
=0的两个根,所以有-2a
3=-2+4,
b
3=-2×4,解得a=-3,b=-24.
答案:B
4.已知函数f(x)=ax3+bx2+c,其导数f′(x)的图象如图所示,则函数的极小值是________.
解析:依题意f′(x)=3ax2+2bx.
由图象可知,当x<0时,f′(x)<0,
当0<x<2时,f′(x)>0,
故x=0时函数f(x)取极小值f(0)=c.
答案:c
5.直线y=a与函数y=x3-3x的图象有三个不同的交点,则a的取值范围是________.
解析:f′(x)=3x2-3,
令f′(x)=0,可以得:x=1或x=-1.
∵f(1)=-2,f(-1)=2,∴-2<a<2.
答案:-2<a<2
6.求下列函数的极值:
(1)f(x)=x3-3x2-9x+5;(2)f(x)=ln x x.
解析:(1)函数f(x)=x3-3x2-9x+5的定义域为R,且f′(x)=3x2-6x-9.解方程3x2-6x-9=0,得x1=-1,x2=3.
当x变化时,f′(x)与f(x)的变化情况如下表:
单调递增单调递减单调递增值点,极小值为f(3)=-22.
(2)函数f(x)=ln x
x的定义域为(0,+∞),且f′(x)=
1-ln x
x2.
令f′(x)=0,解得x=e.
当x变化时,f′(x)与f(x)的变化情况如下表:
单调递增单调递减
因此,x=e是函数的极大值点,极大值为f(e)=1
e,没有极小值点,也没有
极小值.
[B级能力提升]
7.(2011年高考福建卷)若a>0,b>0,且函数f(x)=4x3-ax2-2bx+2在x =1处有极值,则ab的最大值等于()
A.2 B.3
C.6 D.9
解析:f′(x)=12x2-2ax-2b,
∵f(x)在x=1处有极值,
∴f′(1)=12-2a-2b=0,
∴a+b=6.
又a>0,b>0,∴a+b≥2ab,∴2ab≤6,
∴ab≤9,当且仅当a=b=3时等号成立,
∴ab的最大值为9.
答案:D
8.若函数f (x )=x 2+a
x +1
在x =1处取得极值,则a =________.
解析:f ′(x )=2x 2+2x -x 2-a (x +1)2=x 2+2x -a
(x +1)2.因为f (x )在x =1处取得极值,所
以1是f ′(x )=0的根,将x =1代入得a =3.
答案:3
9.已知函数f (x )=x 3+ax +2在x =1时取得极值, (1)求a 的值;
(2)求函数y =f (x )在x =2处的切线方程. 解析:(1)由已知f ′(x )=3x 2+a , 且f ′(1)=0,得a =-3. (2)由(1)得f ′(2)=9, f (2)=4,
∴切点坐标为(2,4),切线斜率为9.
∴y =f (x )在x =2处的切线方程为y =9x -14.
10.(2013年惠州模拟)已知函数f (x )=x 3-3ax (a ∈R ). (1)当a =1时,求f (x )的极小值;
(2)若直线x +y +m =0对任意的m ∈R 都不是曲线y =f (x )的切线,求a 的取值范围.
解析:(1)∵当a =1时,f ′(x )=3x 2-3,令f ′(x )=0,得x =-1或x =1. 当x ∈(-1,1)时,f ′(x )<0,当x ∈(-∞,-1]∪[1,+∞)时,f ′(x )>0,
∴f (x )在(-1,1)上单调递减,在(-∞,-1],[1,+∞)上单调递增. ∴f (x )的极小值是f (1)=-2.
(2)f ′(x )=3x 2-3a ,直线x +y +m =0,即y =-x +m ,依题意,切线斜率k =f ′(x )=3x 2-3a ≠-1,即3x 2-3a +1=0无解.
∴Δ=0-4×3(-3a +1)<0 ∴a <1
3.
11.(创新探究)已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +a 2(a ,b ∈R ). (1)若函数f (x )在x =1处有极值为10,求b 的值;
(2)若对于任意的a ∈[-4,+∞),f (x )在x ∈[0,2]上单调递增,求b 的最小值. 解析:(1)f ′(x )=3x 2+2ax +b ,
于是,根据题设有⎩⎨⎧
f ′(1)=3+2a +b =0f (1)=1+a +b +a 2
=10 解得⎩⎨⎧ a =4b =-11或⎩⎨⎧
a =-3
b =3
当⎩⎨⎧ a =4b =-11时,f ′(x )=3x 2+8x -11,Δ=64+132>0,所以函数有极值点; 当⎩⎨⎧
a =-3
b =3时,f ′(x )=3(x -1)2≥0,所以函数无极值点. 所以b =-11.
(2)f ′(x )=3x 2+2ax +b ≥0对任意a ∈[-4,+∞),x ∈[0,2]都成立, 即b ≥-3x 2-2ax 对任意a ∈[-4,+∞),x ∈[0,2]都成立, 即b ≥(-3x 2-2ax )max .
令F (x )=-3x 2
-2ax =-3(x +a 3)2+a 2
3,
当a ≥0时,F (x )max =F (0)=0,于是b ≥0; 当-4≤a <0时,F (x )max =F (-a 3)=a 23,于是b ≥a 2
3, 又(a 23)max =163, ∴b ≥163.
综上:b 的最小值为16
3.。