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导数及其应用 PPT

+∞);f(x)的单调减区间为(- a, a).
(2)∵f(x)在 x=-1 处取得极大值,
∴f′(-1)=3×(-1)2-3a=0,∴a=1.
• ∴f(x)=x3-3x-1,f′(x)=3x2-3,
• 由f′(x)=0解得x1=-1,x2=1. • 由(1)中f(x)的单调性可知,f(x)在x=-1处
• [解析] f′(x)=5ax4-3bx2=x2(5ax2-3b). • 由题意,f′(x)=0应有根x=±1,故5a=3b, • 于是f′(x)=5ax2(x2-1) • (1)当a>0时,
由表可知:40= =ff((- 1)=1)= a--ba++cb+c 又 5a=3b,解之得:a=3,b=5,c=2. (2)当 a<0 时,同理可得 a=-3,b=-5,c=2.
9x
• C.y=x3-6x2-9x D . y = x3 + 6x2 -
9x
• [答案] B
• [解析] 适合题意的函数满足f(1)=4,排 除A、C、D.
• 二、填空题
• 4.若函数f(x)=x3+ax在R上有两个极值点, 则实数a的取值范围是________.
• [答案] a<0
• [解析] f′(x)=3x2+a由题设条件知f′(x)=0 应有两个不同实数根,∴a<0.
• ①f(a) f(x00)(f(x0)表示f(x)在x=a附近的函
数值);
<

• ②f′(a)=;
>

• ③在x=a附近的左侧f′(x) 递;
0,函数单调
• 在x=a附近的右侧f′(x) 0,函数单调递 .
• (2)极大值与极大值点(对可导函数)
• 如图,若b为极大值点,f(b)为极大值,则
必须满>足:
• 1.3.2 函数的极值与导数
• 1.掌握极值的概念,了解函数在某点取 得极值的必要条件和充分条件.
• 2.会用导数求一些函数的极大值和极小 值.
• 本节重点:函数极值的概念与求法. • 本节难点:函数极值的求法.
• 1.极值点与极值
• (1)极小值与极小值点(对可导函数)
• 如图,若a为极小值点,f(a)为极小值,则 必须满<足:
• 5.若x=2是函数f(x)=x(x-m)2的极大值 点,则函数f(x)的极大值为________.
• [答案] 32 • [解析] f′(x)=(x-m)2+2x(x-m)=3x2-
4mx+m2=(x-m)(3x-m)
方程 f′(x)=0 的根为 x=m 和 x=m3
由题设知 m=2 或 m=6.
()
• A.1
B.0
• C.2
D.不存在
• [答案] D
• [解析] ∵y′=3x2≥0在R上恒成立,
• ∴函数y=x3+1在R上是单调增函数,
• ∴函数y=x3+1无极值.
• 3.三次函数当x=1时,有极大值4;当x
=3时,有极小值0,且函数过原点,则此
函数是
()
• A.y=x3+6x2+9x B . y = x3 - 6x2 +
• (6)极值情况较复杂时,注意分类讨论.
• 已知函数f(x)=x3-3ax-1,a≠0
• (1)求f(x)的单调区间;
• (2)若f(x)在x=-1处取得极大值,直线y= m与y=f(x)的图象有三个不同的交点,求m 的取值范围.
• [分析] 本小题主要考查函数、导数的应 用等基础知识,考查分类整合思想、推理 和运算能力.
则f′(x0)=0是x0为函数y=f(x)的极值点的 ()
• 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 • [答案] B • [解析] 如y=x3,y′=3x2,y′|x=0=0,但x
=0不是函数y=x3的极值点.
• 2.函数y=x3+1的极大值是
• (2)在区间上的单调函数是没有极值的,像 这样的重点结论可记熟.
• 2.求可导函数极值的基本步骤:
• (1)确定函数的定义域;
• (2)求导数f′(x);
• (3)求方程f′(x)=0的全部实根;
• (4)检查f′(x)在方程f′(x)=0的根左、右两侧 值的符号,如果左正右负(或左负右正), 那 么 f(x) 在 这 个 根 处 取 得 极 大 值 ( 或 极 小 值).
• [解析] 解法1:当x=0时,f(x)=0,在x =0的附近区域内,f(x)有正有负,不存在 f(0)>f(x)(或f(0)<f(x)),因此y=x3在x=0处 取不到极值.
• [点评] (1)f′(x0)=0是函数y=f(x)在x=x0处 有极值的必要条件而不是充分条件,如果 再加上x0附近导数的符号相反,才能判定 在x=x0处取得极值.
• 由此可得: • 当0<a<1时,f(x)在(a-1,a+1)内有极大
值f(0)=-2,无极小值; • 当a=1时,f(x)在(a-1,a+1)内无极值; • 当1<a<3时,f(x)在(a-1,a+1)内有极小
值f(2)=-6,无极大值; • 当a≥3时,f(x)在(a-1,a+1)内无极值. • 综上得:当0<a<1时,f(x)有极大值-2,
• (3)导数不存在的点也有可能是极值点,如 f(x)=|x|在x=0处不可导,但由图象结合极 小值定义知f(x)=|x|在x=0处取极小值.
• (4)在函数的定义区间内可能有多个极大值 点或极小值点,且极大值不一定比极小值
• (5)在讨论可导函数f(x)在定义域内的极值 时,若方程f′(x)=0的实数根较多时,应注 意使用表格,使极值点的确定一目了然.
• ①f(b) f(x00)(f(x0)表示f(x)在x=b附近的函
数值);
>
• ②f′(b)=;
<

• ③在x=b附近的左侧,f′(x) 0 , 函 数 单 调增;
• 在x=b附近的右侧,f′(x) .
0,函数单调
• 极小值点、极大值点统称为极值点,极大
大家学习辛苦了,还是要坚持
继续保持安静
• 2.求可导函数y=f(x)的极值的方法是:
• 解方程f′(x)=0.当f′(x0)=0时:
• f(′(1x))<如0果在,x0那附么近f(的x0左)是侧f′极(x)>大0值; ,右侧
• (2)如果在x0附近的左侧f′(x)<0
,右侧
f′(x)>0
,那么f(x0)是极小值.
• [例1] 判断函数y=x3在x=0处能否取得极 值.
• [分析] 可由极值的定义来判断,也可由 导数来判断.
• [解析] (1)f′(x)=3x2-3a=3(x2-a), • 当a<0时,对x∈R,有f′(x)>0, • ∴当当aa<>00时时,,由ff(′x)(x的)>0单解调得 x增<-区a间或 为x> (a-; ∞,+
∞).由 f′(x)<0 解得- a<x< a,
∴当 a>0 时,f(x)的单调增区间为(-∞,- a),( a,
当 m=2 时,极大值为 f23=3227,f(2)为极小值
当 m=6 时,极大值为 f(2)=32.
无极小值; • 当1<a<3时,f(x)有极小值-6,无极大值; • 当a=1或a≥3时,f(x)无极值.
• [点评] 判断函数极值点的注意事项
• (1)函数的极值点一定出现在区间的内部, 区间的端点不能成为极值点.
• (2)若f(x)在(a,b)内有极值,那么f(x)在(a, b)内绝不是单调函数,即在区间(a,b)上 的单调函数没有极值.
• 总之,求可导函数的极值的核心是:解方 程f′(x)=0;列表;模拟图象;确定极大值 或极小值.
• [例3] 已知f(x)=ax5-bx3+c在x=±1处 的极大值为4,极小值为0,试确定a、b、 c的值.
• [分析] 本题的关键是理解“f(x)在x=±1 处的极大值为4,极小值为0”的含义.即x = ±1 是 方 程 f′(x) = 0 的 两 个 根 且 在 根 x = ±1处f′(x)取值左右异号.
取得极大值f(-1)=1,
• 在x=1处取得极小值f(1)=-3.
• ∵直线y=m与函数y=f(x)的图象有三个不 同 的 交 点 , 又 f( - 3) = - 19< - 3 , f(3) = 17>1,
• 结合f(x)的单调性可知,m的取值范围是 (-3,1).
• 一、选择题 • 1.若函数y=f(x)是定义在R上的可导翻译、转化是解决这类 问题的关键.
• [例4] 求函数f(x)=x3-3x2-2在(a-1,a +1)内的极值(a>0)
• [解析] 由f(x)=x3-3x2-2得f′(x)=3x(x- 2),
• 令f′(x)=0得x=0或x=2.
• 当x变化时,f′(x)、f(x)的变化情况如下表:
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