第八课时 函数的最值 【学习导航】
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学习要求
1.了解函数的最大值与最小值概念;
2.理解函数的最大值和最小值的几何意义;
3.能求一些常见函数的最值和值域.
自学评价
1.函数最值的定义:
一般地,设函数()y f x =的定义域为A .
若存在定值0x A ∈,使得对于任意x A ∈,有0()()f x f x ≤恒成立,则称0()f x 为()y f x =的最大值,记为max 0()y f x =;
若存在定值0x A ∈,使得对于任意x A ∈,有0()()f x f x ≥恒成立,则称0()f x 为()y f x =的最小值,记为min 0()y f x =;
2.单调性与最值:
设函数()y f x =的定义域为[],a b ,
若()y f x =是增函数,则max y = ()f a ,min y = ()f b ;
若()y f x =是减函数,则max y = ()f b ,min y = ()f a .
【精典范例】
一.根据函数图像写单调区间和最值:
例1:如图为函数()y f x =,[]4,7x ∈-的图象,指出它的最大值、最小值及单调区间.
【解】
由图可以知道:
当 1.5x =-时,该函数取得最小值2-;
当3x =时,函数取得最大值为3;
函数的单调递增区间有2个:( 1.5,3)-和(5,6);
该函数的单调递减区间有三个:(4, 1.5)--、(4,5)和(6,7)
二.求函数最值:
例2:求下列函数的最小值:
(1)22y x x =-;
(2)1()f x x =
,[]1,3x ∈. 【解】
(1)222(1)1y x x x =-=--
∴当1x =时,min 1y =-; (2)因为函数1()f x x =
在[]1,3x ∈上是单调减函数,所以当3x =时函数1()f x x =取得最小值为
13
.
追踪训练一
1. 函数0)>在(,0]-∞上的最小值(A ) ()A 4
()B 4-
()C 与m 的取值有关 ()D 不存在
2. 函数2()2f x x x =-++的最小值是 0 ,最大值是
32
. 3. 求下列函数的最值:
(1)4
()1,{1,0,1,2}f x x x =+∈-;
(2)()35,[3,6]f x x x =+∈
析:因为函数的最值是值域中的最大值和最小值,所以求函数的最值的方法有时和求函数值域的方法是相仿的.
解:(1)(1)(1)2f f =-=;(0)1f =;(2)17f =
所以当0x =时,min 1y =;当2x =时,max 17y =;
(2)函数()35f x x =+是一次函数,且30>
故()35f x x =+在区间[3,6]上是增函数
所以当3x =时,min 14y =;
当6x =时,max 23y =;
【选修延伸】
含参数问题的最值:
例3: 求2()2f x x ax =-,[0,4)x ∈的最小值.
【解】
22()()f x x a a =--,其图象是开口向上,对称轴为x a =的抛物线.
①若0a ≤,则()f x 在[0,4)上是增函数,∴[]min ()(0)0f x f ==;
②若04a <<,则[]2min ()()f x f a a ==-;
③若4a ≥,则()f x 在[0,4)上是减函数,∴()f x 的最小值不存在.
点评:
含参数问题的最值,一般情况下,我们先将参数看成是已知数,但不能解了我们再进行讨论!
思维点拔:
一、利用单调性写函数的最值?
我们可以利用函数的草图,如果函数在区间[,]a c 上是图像连续的,且在[,]a b 是单调递增的,在[,]b c 上是单调递减的,则该函数在区间[,]a c 上的最大值一定是在x b =处取得;同理,若函数在区间[,]a c 上是图像连续的,且在[,]a b 是单调递减的,在[,]b c 上是单调递增的,则该函数在区间[,]a c 上的最小值一定是在x b =处取得.
追踪训练
1.函数)
1(11)(x x x f --=的最大值是 ( D)
()A 54 ()B 45 ()C 43 ()D 3
4 2. y=x 2+12-x 的最小值为( C )
A.0
B.43
C.1
D 不存在. 3. 函数2()21(0)f x ax ax a =++>在区间[3,2]-上的最大值为4,则a =____38
____. 4.函数23(0)()5(0)x x f x x x +<⎧=⎨-≥⎩的最大值为 5 . 5.已知二次函数2
()21f x ax ax =++在[]3,2-上有最大值4,求实数a 的值.
解:函数2
()21f x ax ax =++的对称轴为1x =-, 当0a >时,则当2x =时函数取最大值4,即814a +=即a =
当0a <时,则当1a =-时函数取得最大值4,即14a -=所以,38a =或3a =-。
第8课 函数的最值
分层训练
1.函数b x k y ++=)12(在实数集上是增函数,则 ( )
A .21
->k B .21
-<k
C .0>b
D .0>b
2.已知函数f(x)在区间[a,b]上单调且f(a)f(b)<0,则方程f(x)=0在区间[a,b]内 (
)
A . 至少有一实根
B . 至多有一实根
C .没有实根
D .必有唯一的实根
3.已知f(x)=8+2x -x 2,如果g(x)=f( 2-x 2 ),那么g(x) ( )
A .在区间(-1,0)上是减函数
B .在区间(0,1)上是减函数
C .在区间(-2,0)上是增函数
D .在区间(0,2)上是增函数
考试热点
4.函数22[0,2]
()2[3,0)x x x f x x x ⎧-∈=⎨∈-⎩的最小值是 . 5-x -1 的最大值为_____.最小值为_____.
6,单调递减区间为 ,最大值为 .
7.(1) (2)
8.已知函数22(),[1,)x x a
f x x x ++=∈+∞.
(1)当0.5a =时,求函数()f x 的最小值;
(2)若对任意[1,),()0x f x ∈+∞>恒成立,试求实数a 的取值范围.
拓展延伸
9.已知3
1≤a ≤1,若函数()221f x ax x =-+在区间[1,3]上的最大值为()M a ,最小值为()N a ,令()()()g a M a N a =-.
(1)求()g a 的函数表达式;
(2)判断函数()g a 在区间[3
1,1]上的单调性,并求出()g a 的最小值 .
10.在经济学中,函数)(x f 的边际函数为)(x Mf ,定义为)()1()(x f x f x Mf -+=,某公司每月最多生产100台报警系统装置。
生产x 台的收入函数为2
203000)(x x x R -=(单位元),其成本函数为4000500)(+=x x C (单位元),利润的等于收入与成本之差. ①求出利润函数)(x p 及其边际利润函数)(x Mp ;
②求出的利润函数)(x p 及其边际利润函数)(x Mp 是否具有相同的最大值;
③你认为本题中边际利润函数)(x Mp 最大值的实际意义.。