当前位置:
文档之家› (完整版)导数与函数的极值、最值(共30张PPT)
(完整版)导数与函数的极值、最值(共30张PPT)
——[通·一类]—— 2.函数 y=2x3-2x2 在区间[-1,2]上的最大值是________.
解析:y′=6x2-4x,令 y′=0,得 x=0 或 x=23. ∵f(-1)=-4,f(0)=0, f(23)=-287,f(2)=8. ∴最大值为 8. 答案:8
考向三 函数极值与最值的综合问题
f(x)在(0,e
1 n
)上是增函数;
当
x>e
1 n
时,有
f′(x)<0,得
f(x)在(e
1 n
,+∞)上是减函数.
故
f(x)在
x=e
1 n
处取得最大值
f(e
1 n
)=n1e.
——[悟·技法]——
求函数 f(x)在[a,b]上的最大值和最小值的步骤 (1)求函数在(a,b)内的极值; (2)求函数在区间端点的函数值 f(a),f(b); (3)将函数 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.
[互动讲练型] [例 3] (2016·全国甲,理 21)(1)讨论函数 f(x)=xx-+22ex 的单 调性,并证明:当 x>0 时,(x-2)ex+x+2>0; (2)证明:当 a∈[0,1)时,函数 g(x)=ex-xa2x-a(x>0)有最小 值.设 g(x)的最小值为 h(a),求函数 h(a)的值域.
x .
∴f′(1)=a,又切线斜率为 1,故 a=1.
由曲线 y=f(x)过点(1,0),有 f(1)=b=0.故 a=1,,f′(x)=1-xnn+l1n
x .
令
f′(x)=0,即
1-nln
x=0,解得
x=e
1 n
.
当
0<x<e
1 n
时,有
f′(x)>0,得
考向一 利用导数研究函数的极值[自主练透型] [例 1] 已知函数 f(x)=x-aln x(a∈R). (1)当 a=2 时,求曲线 y=f(x)在点 A(1,f(1))处的切线方程; (2)求函数 f(x)的极值.
[解析] 函数 f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=1-ax. (1)当 a=2 时,f(x)=x-2ln x,f′(x)=1-2x(x>0), 因而 f(1)=1,f′(1)=-1, 所以曲线 y=f(x)在点 A(1,f(1))处的切线方程为 y-1=-(x -1),即 x+y-2=0.
(2)由 f′(x)=1-ax=x-x a,x>0 知: ①当 a≤0 时,f′(x)>0,函数 f(x)为(0,+∞)上的增函数, 函数 f(x)无极值; ②当 a>0 时,由 f′(x)=0,解得 x=a. 又当 x∈(0,a)时,f′(x)<0;当 x∈(a,+∞)时,f′(x)>0, 从而函数 f(x)在 x=a 处取得极小值,且极小值为 f(a)=a- aln 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=a 处取得极小值 a-aln a,无极大 值.
——[悟·技法]——
求函数 f(x)极值的步骤 (1)确定函数的定义域; (2)求导数 f′(x); (3)解方程 f′(x)=0,求出函数定义域内的所有根; (4)列表检验 f′(x)在 f′(x)=0 的根 x0 左右两侧值的符号, 如果左正右负,那么 f(x)在 x0 处取极大值,如果左负右正,那么 f(x)在 x0 处取极小值.
即 y=f′(x)关于直线 x=-a6对称.
从而由题设条件知-a6=-12,即 a=3. 又由于 f′(1)=0,即 6+2a+b=0, 得 b=-12.
(2)由(1)知 f(x)=2x3+3x2-12x+1, 所以 f′(x)=6x2+6x-12=6(x-1)(x+2), 令 f′(x)=0,即 6(x-1)(x+2)=0,解得 x=-2 或 x=1. 当 x∈(-∞,-2)时,f′(x)>0, 即 f(x)在(-∞,-2)上单调递增; 当 x∈(-2,1)时,f′(x)<0, 即 f(x)在(-2,1)上单调递减; 当 x∈(1,+∞)时,f′(x)>0, 即 f(x)在(1,+∞)上单调递增. 从而函数 f(x)在 x=-2 处取得极大值 f(-2)=21, 在 x=1 处取得极小值 f(1)=-6.
(2)g′(x)=x-2exx+3 ax+2=x+x32(f(x)+a). 由(1)知,f(x)+a 单调递增.
对任意 a∈[0,1),f(0)+a=a-1<0,f(2)+a=a≥0.
因此,存在唯一 xa∈(0,2], 使得 f(xa)+a=0,即 g′(xa)=0. 当 0<x<xa 时,f(x)+a<0,g′(x)<0,g(x)单调递减; 当 x>xa 时,f(x)+a>0,g′(x)>0,g(x)单调递增. 因此 g(x)在 x=xa 处取得最小值,最小值为 g(xa)=exa-ax2axa+1=exa+fxxaa2xa+1=xae+xa2.
考向二 利用导数研究函数的最值 [例 2] (2017·湖北省七市(州)联考)设 n∈N*,a,b∈R,函
数 f(x)=alxnn x+b,已知曲线 y=f(x)在点(1,0)处的切线方程为 y= x-1.
(1)求 a,b; (2)求 f(x)的最大值.
[解析]
(1)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=a1-xn+n1ln
[解析] (1)f(x)的定义域为(-∞,-2)∪(-2,+∞). f′(x)=x-1x+x2+e2x-2 x-2ex=xx+2e2x2≥0, 当且仅当 x=0 时,f′(x)=0, 所以 f(x)在(-∞,-2),(-2,+∞)上单调递增. 因此当 x∈(0,+∞)时,f(x)>f(0)=-1. 所以(x-2)ex>-(x+2),(x-2)ex+x+2>0.
——[通·一类]—— 1.设 f(x)=2x3+ax2+bx+1 的导数为 f′(x),若函数 y=f′(x)
的图象关于直线 x=-12对称,且 f′(1)=0. (1)求实数 a,b 的值; (2)求函数 f(x)的极值.
解析:(1)因为 f(x)=2x3+ax2+bx+1, 故 f′(x)=6x2+2ax+b, 从而 f′(x)=6(x+a6)2+b-a62,