
【回歸教材】
1.函數(shù)的極值
一般地,對(duì)于函數(shù)y=f (x),
若在點(diǎn)x=a處有f ′(a)=0,且在點(diǎn)x=a附近的左側(cè),
右側(cè),則稱x=a為f (x)的 ,叫做函數(shù)f (x)的 .
若在點(diǎn)x=b處有=0,且在點(diǎn)x=b附近的左側(cè),
右側(cè),則稱x=b為f (x)的 ,叫做函數(shù)f (x)的 .
(3)極小值點(diǎn)與極大值點(diǎn)通稱 ,極小值與極大值通稱 .
2.函數(shù)的最值
函數(shù)的最值,即函數(shù)圖象上最高點(diǎn)的縱坐標(biāo)是最大值,圖象上最低點(diǎn)的縱坐標(biāo)是最小值,
對(duì)于最值,我們有如下結(jié)論:
一般地,如果在區(qū)間上函數(shù)的圖象是一條連續(xù)不斷的曲線,那么它必有最大值與最小值.
設(shè)函數(shù)在上連續(xù),在內(nèi)可導(dǎo),求在上的最大值與最小值的步驟為:
(1)求在內(nèi)的 ;
(2)將函數(shù)的各極值與端點(diǎn)處的函數(shù)值,比較,
其中最大的一個(gè)是 ,最小的一個(gè)是 .
3.函數(shù)的最值與極值的關(guān)系
(1)極值是對(duì)某一點(diǎn)附近(即局部)而言,最值是對(duì)函數(shù)的定義區(qū)間的整體而言;
(2)在函數(shù)的定義區(qū)間內(nèi),
極大(?。┲悼赡苡卸鄠€(gè)(或者沒有),但最大(?。┲抵挥幸粋€(gè)(或者沒有);
(3)函數(shù)f (x)的極值點(diǎn)不能是區(qū)間的端點(diǎn),而最值點(diǎn)可以是區(qū)間的端點(diǎn);
(4)對(duì)于可導(dǎo)函數(shù),函數(shù)的最大(小)值必在極大(小)值點(diǎn)或區(qū)間端點(diǎn)處取得.
【典例講練】
題型一 求函數(shù)的極值
【例1-1】已知函數(shù),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)時(shí),取得極小值1B.當(dāng)時(shí),取得極大值1
C.當(dāng)時(shí),取得極大值33D.當(dāng)時(shí),取得極大值
【例1-2】已知函數(shù),求函數(shù)的極大值與極小值.
歸納總結(jié):
【練習(xí)1-1】函數(shù)的極值點(diǎn)是_________.
【練習(xí)1-2】已知函數(shù).求的單調(diào)區(qū)間和極值.
題型二 利用極值求參數(shù)
【例2-1】已知函數(shù).若函數(shù)在處取得極小值-4,求實(shí)數(shù)a,b的值;
【例2-2】已知函數(shù)既有極大值,又有極小值,則的取值范圍是( )
A.或 B.或 C. D.
【例2-3】若函數(shù)在處取得極大值,則實(shí)數(shù)的取值范圍是______.
歸納總結(jié):
【練習(xí)2-1】已知函數(shù)的極小值為,則a的值為______.
【練習(xí)2-2】若函數(shù)有2個(gè)極值點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【練習(xí)2-3】已知函數(shù).若函數(shù)在上恰有一個(gè)極值,求a的值.
題型三 求函數(shù)的最值
【例3-1】【多選題】已知函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖像如圖所示,則下列結(jié)論正確的是( )
A.時(shí),取得極大值B.時(shí),取得最小值
C.D.
【例3-2】設(shè)函數(shù).
(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程; (2)求函數(shù)在區(qū)間上的最小值.
【例3-3】已知函數(shù).當(dāng)時(shí).求函數(shù)f(x)的最大值.
歸納總結(jié):
【練習(xí)3-1】【多選題】函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖象如圖所示,則下列說(shuō)法正確的有( )
A.為函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn)
B.為函數(shù)的一個(gè)極大值點(diǎn)
C.函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增
D.是函數(shù)的最大值
【練習(xí)3-2】已知函數(shù),當(dāng)時(shí),有極小值.
(1)求函數(shù)的解析式: (2)求函數(shù)在上的最大值和最小值.
【練習(xí)3-3】已知函數(shù)(,為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間; (2)求函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,m]上的最大值和最小值.
題型四 利用最值求參數(shù)值
【例4-1】已知函數(shù)f(x)=ax+ln x,其中a為常數(shù).若f(x)在區(qū)間上的最大值為-3,求a的值.
【例4-2】若函數(shù)在區(qū)間上有最大值,則實(shí)數(shù)的取值范圍是__________.
歸納總結(jié):
【練習(xí)4-1】已知函數(shù)在區(qū)間上有最小值,則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【練習(xí)4-2】已知函數(shù)若的最小值為,求實(shí)數(shù)a的值.
題型五 最優(yōu)化問(wèn)題
【例5-1】某分公司經(jīng)銷某種品牌產(chǎn)品,每件產(chǎn)品的成本為30元,并且每件產(chǎn)品需向總公司繳納5元的管理費(fèi),根據(jù)多年的管理經(jīng)驗(yàn),預(yù)計(jì)當(dāng)每件產(chǎn)品的售價(jià)為元時(shí),產(chǎn)品一年的銷售量為(為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))萬(wàn)件.已知每件產(chǎn)品的售價(jià)為40元時(shí),該產(chǎn)品的一年銷售量為500萬(wàn)件,經(jīng)物價(jià)部門核定每件產(chǎn)品的售價(jià)最低不低于35元,最高不超過(guò)41元.
(1)求的值;
(2)求分公司經(jīng)營(yíng)該產(chǎn)品一年的利潤(rùn)(萬(wàn)元)與每件產(chǎn)品的售價(jià)(元)的函數(shù)關(guān)系式;
(3)當(dāng)每件產(chǎn)品的售價(jià)為多少元時(shí),分公司一年的利潤(rùn)最大,并求出的最大值.
【例5-2】如圖所示,是邊長(zhǎng)為60cm的正方形硬紙片,切去陰影部分所示的四個(gè)全等的等腰直角三角形,再沿虛線折起,使得,,,四個(gè)點(diǎn)重合于圖中的點(diǎn),正好形成一個(gè)正四棱柱形狀的包裝盒,,在上是被切去的等腰直角三角形斜邊的兩個(gè)端點(diǎn),設(shè).
(1)求包裝盒的容積關(guān)于的函數(shù)表達(dá)式,并求出函數(shù)的定義域;
(2)當(dāng)為多少時(shí),包裝盒的容積最大?并求出此時(shí)包裝盒的高與底面邊長(zhǎng)的比值.
歸納總結(jié):
【練習(xí)5-1】欲設(shè)計(jì)如圖所示的平面圖形,它由上、下兩部分組成,其中上部分是弓形(圓心為,半徑為,,),下部分是矩形,且.
(1)求該平面圖形的面積;
(2)試確定的值,使得該平面圖形的面積最大,并求出最大面積.
【完成課時(shí)作業(yè)(十八)】
【課時(shí)作業(yè)(十八)】
A組 礎(chǔ)題鞏固
1.函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為的圖象如圖所示,關(guān)于函數(shù),下列說(shuō)法不正確的是( )
A.函數(shù)在,上單調(diào)遞增 B.函數(shù)在,上單調(diào)遞減
C.函數(shù)存在兩個(gè)極值點(diǎn) D.函數(shù)有最小值,但是無(wú)最大值
2.使函數(shù)在上取得最大值的為( )
A.0B.C.D.
3.若函數(shù)在處有極小值,則實(shí)數(shù)m=( )
A.9B.3C.3或9D.以上都不對(duì)
4.不等式恒成立,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是( )
A.B.C.D.
5.當(dāng)時(shí),函數(shù)取得最大值,則( )
A.B.C.D.1
6.【多選題】已知函數(shù),則( )
A.在上單調(diào)遞增 B.是的極大值點(diǎn)
C.有三個(gè)零點(diǎn) D.在上最大值是
7.【多選題】已知函數(shù),則下列有關(guān)的敘述正確的是( )
A.在處的切線方程為B.在上是單調(diào)遞減函數(shù)
C.是極大值點(diǎn)D.在上的最小值為0
8.若函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是___________.
9.若一圓錐的母線長(zhǎng)為2,則此圓錐體積的最大值為______.
10.已知函數(shù)在區(qū)間上有最大值,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是______.
11.已知函數(shù)在處取得極小值.
(1)求c的值; (2)求在區(qū)間上的最值.
12.已知函數(shù).
(1)若在上不單調(diào),求a的取值范圍; (2)若的最小值為,求a.
B組 能力提升
1.若函數(shù)在區(qū)間[1,2]上的最小值為0,則實(shí)數(shù)a的值為( )
A.-2B.-1C.2D.
2.已知函數(shù)有兩個(gè)不同極值點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A.B.C.D.
3.已知正四棱錐的側(cè)棱長(zhǎng)為l,其各頂點(diǎn)都在同一球面上.若該球的體積為,且,則該正四棱錐體積的取值范圍是( )
A.B.C.D.
4.已知函數(shù),.
(1)求函數(shù)的極值點(diǎn); (2)若恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
第 3 課時(shí) 導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用(二)極值與最值
編寫:廖云波
【回歸教材】
1.函數(shù)的極值
一般地,對(duì)于函數(shù)y=f (x),
若在點(diǎn)x=a處有f ′(a)=0,且在點(diǎn)x=a附近的左側(cè),
右側(cè),則稱x=a為f (x)的極小值點(diǎn),叫做函數(shù)f (x)的極小值.
若在點(diǎn)x=b處有=0,且在點(diǎn)x=b附近的左側(cè),
右側(cè),則稱x=b為f (x)的極大值點(diǎn),叫做函數(shù)f (x)的極大值.
(3)極小值點(diǎn)與極大值點(diǎn)通稱極值點(diǎn),極小值與極大值通稱極值.
2.函數(shù)的最值
函數(shù)的最值,即函數(shù)圖象上最高點(diǎn)的縱坐標(biāo)是最大值,圖象上最低點(diǎn)的縱坐標(biāo)是最小值,
對(duì)于最值,我們有如下結(jié)論:
一般地,如果在區(qū)間上函數(shù)的圖象是一條連續(xù)不斷的曲線,那么它必有最大值與最小值.
設(shè)函數(shù)在上連續(xù),在內(nèi)可導(dǎo),求在上的最大值與最小值的步驟為:
(1)求在內(nèi)的極值;
(2)將函數(shù)的各極值與端點(diǎn)處的函數(shù)值,比較,
其中最大的一個(gè)是最大值,最小的一個(gè)是最小值.
3.函數(shù)的最值與極值的關(guān)系
(1)極值是對(duì)某一點(diǎn)附近(即局部)而言,最值是對(duì)函數(shù)的定義區(qū)間的整體而言;
(2)在函數(shù)的定義區(qū)間內(nèi),
極大(小)值可能有多個(gè)(或者沒有),但最大(?。┲抵挥幸粋€(gè)(或者沒有);
(3)函數(shù)f (x)的極值點(diǎn)不能是區(qū)間的端點(diǎn),而最值點(diǎn)可以是區(qū)間的端點(diǎn);
(4)對(duì)于可導(dǎo)函數(shù),函數(shù)的最大(小)值必在極大(小)值點(diǎn)或區(qū)間端點(diǎn)處取得.
【典例講練】
題型一 求函數(shù)的極值
【例1-1】已知函數(shù),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)時(shí),取得極小值1B.當(dāng)時(shí),取得極大值1
C.當(dāng)時(shí),取得極大值33D.當(dāng)時(shí),取得極大值
【答案】B
【解析】
【分析】
求導(dǎo)可得解析式,令,可得極值點(diǎn),利用表格法,可得的單調(diào)區(qū)間,代入數(shù)據(jù),可得的極值,分析即可得答案.
【詳解】
由題意得,
令,解得或,
當(dāng)x變化時(shí),、變化如下
所以當(dāng)時(shí),取得極大值1,故B正確、C、D錯(cuò)誤,
當(dāng)時(shí),取得極小值,故A錯(cuò)誤,
故選:B
【例1-2】已知函數(shù),求函數(shù)的極大值與極小值.
【答案】,
【解析】
【分析】
先求的值,發(fā)現(xiàn)需要討論的正負(fù),分別判定在的點(diǎn)附近的導(dǎo)數(shù)的符號(hào)的變化情況,來(lái)確定極大值點(diǎn)與極小值點(diǎn),求出極值.
【詳解】
解:,
令,則或,
當(dāng),隨著x的變化,與的變化情況如下:
所以,;
當(dāng)時(shí),隨的變化,與的變化如下表:
所以,,
綜上所述,,.
歸納總結(jié):
【練習(xí)1-1】函數(shù)的極值點(diǎn)是_________.
【答案】
【解析】
【分析】
極值點(diǎn)是導(dǎo)函數(shù)的“變號(hào)零點(diǎn)”,先求導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn),在檢查導(dǎo)函數(shù)零點(diǎn)附近的符號(hào).
【詳解】
,定義域?yàn)?,令,解得?br>當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;時(shí),,單調(diào)遞增,
故是極小值點(diǎn).
故答案為:
【練習(xí)1-2】已知函數(shù).求的單調(diào)區(qū)間和極值.
【答案】當(dāng)時(shí),在上單減,無(wú)極值;當(dāng)時(shí),在單減,在單增,有極小值,無(wú)極大值;
【解析】
【分析】
求導(dǎo),分和求導(dǎo)確定單調(diào)性后,求出極值即可;
易得,,當(dāng)時(shí),在上恒成立,則在上單減,無(wú)極值;
當(dāng)時(shí),令,解得,令,解得,則在單減,在單增,有極小值,無(wú)極大值;
綜上,當(dāng)時(shí),在上單減,無(wú)極值;當(dāng)時(shí),在單減,在單增,有極小值,無(wú)極大值.
題型二 利用極值求參數(shù)
【例2-1】已知函數(shù).若函數(shù)在處取得極小值-4,求實(shí)數(shù)a,b的值;
【答案】
【解析】
【分析】
,則
即解得,經(jīng)驗(yàn)證滿足題意,
【例2-2】已知函數(shù)既有極大值,又有極小值,則的取值范圍是( )
A.或B.或
C.D.
【答案】B
【解析】
【分析】
由題設(shè)知有兩個(gè)變號(hào)零點(diǎn),結(jié)合判別式的符號(hào)求m的范圍即可.
【詳解】
由,又有極大值、極小值,
所以有兩個(gè)變號(hào)零點(diǎn),則,
整理得,可得或.
故選:B
【例2-3】若函數(shù)在處取得極大值,則實(shí)數(shù)的取值范圍是______.
【答案】
【解析】
【分析】
求得,分、和三種情況討論,求得函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合極大值點(diǎn)的定義進(jìn)行判定,即可求解.
【詳解】
由題意得:函數(shù)的定義域?yàn)椋?br>且,,
當(dāng)時(shí),即時(shí),
令,可得;令,可得,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,
此時(shí)函數(shù)在取得極大值,滿足題意;
當(dāng)時(shí),即時(shí),可得恒成立,可得函數(shù)在上單調(diào)遞增,函數(shù)不存在極值,不滿足題意;
當(dāng)時(shí),即時(shí),
令,可得,令,可得,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,
此時(shí)函數(shù)在處取得極小值,不滿足題意,
綜上可得,實(shí)數(shù)的取值范圍是.
故答案為:
歸納總結(jié):
【練習(xí)2-1】已知函數(shù)的極小值為,則a的值為______.
【答案】-3
【解析】
【分析】
利用導(dǎo)數(shù)求出極小值,列方程即可求出a.
【詳解】
函數(shù)的定義域?yàn)镽,.
所以當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,
所以函數(shù)的極小值為,
解得:.
故答案為:-3.
【練習(xí)2-2】若函數(shù)有2個(gè)極值點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
【分析】
求導(dǎo),根據(jù)題意可得有2個(gè)不同的正實(shí)數(shù)根,從而可得出答案.
【詳解】
解:,
因?yàn)楹瘮?shù)的定義域?yàn)椋液瘮?shù)有2個(gè)極值點(diǎn),
則有2個(gè)不同的正實(shí)數(shù)根,
所以且,
即實(shí)數(shù)的取值范圍是.
故選:B.
【練習(xí)2-3】已知函數(shù).若函數(shù)在上恰有一個(gè)極值,求a的值.
【答案】.
【解析】
【分析】
由題意,問(wèn)題轉(zhuǎn)化為在上有且僅有一個(gè)解,構(gòu)造并應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)性質(zhì),即可求a值,注意驗(yàn)證對(duì)應(yīng)零點(diǎn)是否變號(hào).
由題設(shè)在有且僅有一個(gè)變號(hào)零點(diǎn),所以在上有且僅有一個(gè)解,令,則,而,故時(shí),時(shí),時(shí),所以在、上遞增,在上遞減,故極大值,極小值,,要使在上與有一個(gè)交點(diǎn),則或或.經(jīng)驗(yàn)證,或時(shí)對(duì)應(yīng)零點(diǎn)不變號(hào),而時(shí)對(duì)應(yīng)零點(diǎn)為變號(hào)零點(diǎn),所以.
題型三 求函數(shù)的最值
【例3-1】【多選題】已知函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖像如圖所示,則下列結(jié)論正確的是( )
A.時(shí),取得極大值B.時(shí),取得最小值
C.D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】
結(jié)合導(dǎo)函數(shù)的圖像得出函數(shù)的單調(diào)性,再由極值和最值的含義進(jìn)行判斷即可.
【詳解】
結(jié)合導(dǎo)函數(shù)的圖像可知,在上單增,則,C正確;在上單減,則,D正確;
由于,顯然不是最小值,B錯(cuò)誤;又在上單增,上單減,則時(shí),取得極大值,A正確.
故選:ACD.
【例3-2】設(shè)函數(shù).
(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)求函數(shù)在區(qū)間上的最小值.
【答案】(1);
(2)1.
【解析】
【分析】
(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),再利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線方程作答.
(2)根據(jù)給定條件,利用導(dǎo)數(shù)探討單調(diào)性,求出最小值作答.
(1)
函數(shù),求導(dǎo)得:,則有,而,
于是得,即,
所以曲線在點(diǎn)處的切線方程是.
(2)
函數(shù),求導(dǎo)得:,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,即函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時(shí),.
【例3-3】已知函數(shù).當(dāng)時(shí).求函數(shù)f(x)的最大值.
【答案】答案見解析
【解析】
【分析】
由的根分類討論,然后列表表示的正負(fù),極值點(diǎn),同時(shí)注意比較端點(diǎn)處函數(shù)值,從而得最大值.
由(1)知,
令,,
當(dāng)即0
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這是一份高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)【考點(diǎn)題型歸納講練】導(dǎo)學(xué)案(新高考專用)第2課時(shí)函數(shù)的單調(diào)性和最值(原卷版+解析),共32頁(yè)。
高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)【考點(diǎn)題型歸納講練】導(dǎo)學(xué)案(新高考專用)第1課時(shí)集合(原卷版+解析)
高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)【考點(diǎn)題型歸納講練】導(dǎo)學(xué)案(新高考專用)專題研究四雙變量與極值點(diǎn)偏移問(wèn)題(原卷版+解析)
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高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)探究與題型突破第18講導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的極值、最值(原卷版+解析)
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