知識(shí)點(diǎn)一:極值與最值
1、函數(shù)的極值
函數(shù)在點(diǎn)附近有定義,如果對(duì)附近的所有點(diǎn)都有,則稱是函數(shù)的一個(gè)極大值,記作.如果對(duì)附近的所有點(diǎn)都有,則稱是函數(shù)的一個(gè)極小值,記作.極大值與極小值統(tǒng)稱為極值,稱為極值點(diǎn).
求可導(dǎo)函數(shù)極值的一般步驟
(1)先確定函數(shù)的定義域;
(2)求導(dǎo)數(shù);
(3)求方程的根;
(4)檢驗(yàn)在方程的根的左右兩側(cè)的符號(hào),如果在根的左側(cè)附近為正,在右側(cè)附近為負(fù),那么函數(shù)在這個(gè)根處取得極大值;如果在根的左側(cè)附近為負(fù),在右側(cè)附近為正,那么函數(shù)在這個(gè)根處取得極小值.
注:①可導(dǎo)函數(shù)在點(diǎn)處取得極值的充要條件是:是導(dǎo)函數(shù)的變號(hào)零點(diǎn),即,且在左側(cè)與右側(cè),的符號(hào)導(dǎo)號(hào).
②是為極值點(diǎn)的既不充分也不必要條件,如,,但不是極值點(diǎn).另外,極值點(diǎn)也可以是不可導(dǎo)的,如函數(shù),在極小值點(diǎn)是不可導(dǎo)的,于是有如下結(jié)論:為可導(dǎo)函數(shù)的極值點(diǎn);但為的極值點(diǎn).
2、函數(shù)的最值
函數(shù)最大值為極大值與靠近極小值的端點(diǎn)之間的最大者;函數(shù)最小值為極小值與靠近極大值的端點(diǎn)之間的最小者.
導(dǎo)函數(shù)為
(1)當(dāng)時(shí),最大值是與中的最大者;最小值是與中的最小者.
(2)當(dāng)時(shí),最大值是與中的最大者;最小值是與中的最小者.
一般地,設(shè)是定義在上的函數(shù),在內(nèi)有導(dǎo)數(shù),求函數(shù)在上的最大值與最小值可分為兩步進(jìn)行:
(1)求在內(nèi)的極值(極大值或極小值);
(2)將的各極值與和比較,其中最大的一個(gè)為最大值,最小的一個(gè)為最小值.
注:①函數(shù)的極值反映函數(shù)在一點(diǎn)附近情況,是局部函數(shù)值的比較,故極值不一定是最值;函數(shù)的最值是對(duì)函數(shù)在整個(gè)區(qū)間上函數(shù)值比較而言的,故函數(shù)的最值可能是極值,也可能是區(qū)間端點(diǎn)處的函數(shù)值;
②函數(shù)的極值點(diǎn)必是開區(qū)間的點(diǎn),不能是區(qū)間的端點(diǎn);
③函數(shù)的最值必在極值點(diǎn)或區(qū)間端點(diǎn)處取得.
【解題方法總結(jié)】
(1)若函數(shù)在區(qū)間D上存在最小值和最大值,則
不等式在區(qū)間D上恒成立;
不等式在區(qū)間D上恒成立;
不等式在區(qū)間D上恒成立;
不等式在區(qū)間D上恒成立;
(2)若函數(shù)在區(qū)間D上不存在最大(?。┲?,且值域?yàn)?,則
不等式在區(qū)間D上恒成立.
不等式在區(qū)間D上恒成立.
(3)若函數(shù)在區(qū)間D上存在最小值和最大值,即,則對(duì)不等式有解問題有以下結(jié)論:
不等式在區(qū)間D上有解;
不等式在區(qū)間D上有解;
不等式在區(qū)間D上有解;
不等式在區(qū)間D上有解;
(4)若函數(shù)在區(qū)間D上不存在最大(?。┲?,如值域?yàn)椋瑒t對(duì)不等式有解問題有以下結(jié)論:
不等式在區(qū)間D上有解
不等式在區(qū)間D上有解
(5)對(duì)于任意的,總存在,使得;
(6)對(duì)于任意的,總存在,使得;
(7)若存在,對(duì)于任意的,使得;
(8)若存在,對(duì)于任意的,使得;
(9)對(duì)于任意的,使得;
(10)對(duì)于任意的,使得;
(11)若存在,總存在,使得
(12)若存在,總存在,使得.
題型一:求函數(shù)的極值與極值點(diǎn)
例1.若函數(shù)存在一個(gè)極大值與一個(gè)極小值滿足,則至少有( )個(gè)單調(diào)區(qū)間.
A.3B.4C.5D.6
變式1.已知定義在R上的函數(shù)f(x),其導(dǎo)函數(shù)的大致圖象如圖所示,則下列敘述正確的是( )
A.
B.函數(shù)在x=c處取得最大值,在處取得最小值
C.函數(shù)在x=c處取得極大值,在處取得極小值
D.函數(shù)的最小值為
變式2.已知函數(shù).
(1)證明:當(dāng)時(shí),有唯一的極值點(diǎn)為,并求取最大值時(shí)的值;
(2)當(dāng)時(shí),討論極值點(diǎn)的個(gè)數(shù).
【解題方法總結(jié)】
1、因此,在求函數(shù)極值問題中,一定要檢驗(yàn)方程根左右的符號(hào),更要注意變號(hào)后極大值與極小值是否與已知有矛盾.
2、原函數(shù)出現(xiàn)極值時(shí),導(dǎo)函數(shù)正處于零點(diǎn),歸納起來一句話:原極導(dǎo)零.這個(gè)零點(diǎn)必須穿越軸,否則不是極值點(diǎn).判斷口訣:從左往右找穿越(導(dǎo)函數(shù)與軸的交點(diǎn));上坡低頭找極小,下坡抬頭找極大.
題型二:根據(jù)極值、極值點(diǎn)求參數(shù)
例2.若函數(shù)無極值,則的取值范圍為( )
A.B.
C.D.
變式3.函數(shù)在區(qū)間上存在極值,則的最大值為( )
A.2B.3C.4D.5
變式4.已知函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍( )
A. B. C. D.
【解題方法總結(jié)】
根據(jù)函數(shù)的極值(點(diǎn))求參數(shù)的兩個(gè)要領(lǐng)
(1)列式:根據(jù)極值點(diǎn)處導(dǎo)數(shù)為0和極值這兩個(gè)條件列方程組,利用待定系數(shù)法求解;
(2)驗(yàn)證:求解后驗(yàn)證根的合理性.
題型三:求函數(shù)的最值(不含參)
例3.已知函數(shù).
(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)求在區(qū)間上的最大值;
變式5.已知函數(shù)在區(qū)間上最大值為M,最小值為m,則的值是_______.
變式6.已知函數(shù),,則函數(shù)的最小值為______.
【解題方法總結(jié)】
求函數(shù)在閉區(qū)間上的最值時(shí),在得到極值的基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)間端點(diǎn)的函數(shù)值,與的各極值進(jìn)行比較得到函數(shù)的最值.
題型四:求函數(shù)的最值(含參)
例4.已知函數(shù),,其中.
(1)若曲線在處的切線與曲線在處的切線平行,求的值;
(2)若時(shí),求函數(shù)的最小值;
(3)若的最小值為,證明:當(dāng)時(shí),.
變式7.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),討論函數(shù)在上的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時(shí),求在內(nèi)的最大值;
【解題方法總結(jié)】
若所給的閉區(qū)間含參數(shù),則需對(duì)函數(shù)求導(dǎo),通過對(duì)參數(shù)分類討論,判斷函數(shù)的單調(diào)性,從而得到函數(shù)的最值.
題型五:根據(jù)最值求參數(shù)
例5.若函數(shù)在區(qū)間上存在最小值,則整數(shù)的取值可以是______.
變式8.已知函數(shù),若函數(shù)在上存在最小值.則實(shí)數(shù)的取值范圍是________.
題型六:函數(shù)單調(diào)性、極值、最值得綜合應(yīng)用
例6.已知,函數(shù),其中e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(3)求證:函數(shù)存在極值點(diǎn),并求極值點(diǎn)的最小值.
變式9.設(shè)函數(shù),已知是函數(shù)的極值點(diǎn).
(1)若函數(shù)在內(nèi)單調(diào)遞減,求實(shí)數(shù)m的取值范圍;
(2)討論函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù);
(3)求在內(nèi)的最值.
題型七:不等式恒成立與存在性問題
例7.若不等式 對(duì)恒成立,則a的取值范圍是______.
變式10.若存在,使得不等式成立,則m的取值范圍為______
變式11.已知函數(shù),是上的奇函數(shù),當(dāng)時(shí),取得極值.
(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極大值;
(2)若對(duì)任意,都有成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(3)若對(duì)任意,,都有成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【解題方法總結(jié)】
在不等式恒成立或不等式有解條件下求參數(shù)的取值范圍,一般利用等價(jià)轉(zhuǎn)化的思想其轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值或值域問題加以求解,可采用分離參數(shù)或不分離參數(shù)法直接移項(xiàng)構(gòu)造輔助函數(shù).
極值與最值 隨堂檢測(cè)
1.已知函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,則“在上有兩個(gè)零點(diǎn)”是“在上有兩個(gè)極值點(diǎn)”的( )
A.充分不必要條件B.必要不充分條件C.充要條件D.既不充分也不必要條件
2.已知函數(shù)在處取得極大值4,則( )
A.8B.C.2D.
3.當(dāng)時(shí),函數(shù)取得最大值,則( )
A.B.C.D.1
4.函數(shù)在區(qū)間的最小值、最大值分別為( )
A.B.C.D.
5.已知函數(shù)在處取得極小值,則實(shí)數(shù)的取值范圍為( )
A.B.C.D.
6.已知函數(shù),則的最大值是________.
7.若函數(shù)在區(qū)間上有最小值,則實(shí)數(shù)的取值范圍為________.
8.已知函數(shù),其中.
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)在內(nèi)的極值;
(2)若函數(shù)在上的最小值為5,求實(shí)數(shù)的取值范圍.

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