《高中數(shù)學 第一章 導數(shù)及其應用 1_3_3 函數(shù)的最大(小)值與導數(shù)課件 新人教A版選修2-2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《高中數(shù)學 第一章 導數(shù)及其應用 1_3_3 函數(shù)的最大(小)值與導數(shù)課件 新人教A版選修2-2(43頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、1.3.3函數(shù)的最大(小)值與導數(shù) 自主學習 新知突破 1借助函數(shù)圖象,直觀地理解函數(shù)的最大值和最小值的概念2弄清函數(shù)最大值、最小值與極大值、極小值的區(qū)別與聯(lián)系,理解和熟悉函數(shù)f(x)必有最大值和最小值的充分條件3會用導數(shù)求在給定區(qū)間上函數(shù)的最大值、最小值 1如圖為yf(x),x a,b的圖象 問題1試說明yf(x)的極值提示1f(x1),f(x3)為函數(shù)的極大值,f(x2),f(x4)為函數(shù)的極小值問題2你能說出yf(x),x a,b的最值嗎?提示2函數(shù)的最小值是f(a),f(x2),f(x4)中最小的,函數(shù)的最大值是f(b),f(x1),f(x3)中最大的 2函數(shù)yg(x),yh(x)在閉
2、區(qū)間a,b的圖象都是一條連續(xù)不斷的曲線(如圖所示)問題兩函數(shù)的最值分別是什么?提示yg(x)的最大值為極大值,最小值為g(a),yh(x)的最大值為h(a),最小值為h(b) 一般地,如果在區(qū)間a,b上函數(shù)yf(x)的圖象是一條連續(xù)不斷的曲線,那么它必有_與_函數(shù)的最大(小)值 最大值最小值 1函數(shù)最值的理解(1)函數(shù)的最值是一個整體性的概念函數(shù)極值是在局部上對函數(shù)值的比較,具有相對性;而函數(shù)的最值則是表示函數(shù)在整個定義域上的情況,是對整個區(qū)間上的函數(shù)值的比較 (2)函數(shù)在一個閉區(qū)間上若存在最大值或最小值,則最大值或最小值只能各有一個,具有唯一性,而極大值和極小值可能多于一個,也可能沒有,例如
3、:常數(shù)函數(shù)就既沒有極大值也沒有極小值(3)極值只能在區(qū)間內取得,最值則可以在端點處取得,有極值的不一定有最值,有最值的也未必有極值;極值有可能成為最值,最值只要不在端點處取必定是極值 1求函數(shù)yf(x)在(a,b)內的_;2將函數(shù)yf(x)的_與_處的函數(shù)值f(a),f(b)比較,其中最大的一個就是_,最小的一個就是_求函數(shù)f(x)在閉區(qū)間a,b上的最值的步驟: 極值各極值端點最大值最小值 2求函數(shù)最值需注意的問題(1)求函數(shù)的最值,顯然求極值是關鍵的一環(huán)但僅僅是求最值,可用下面簡化的方法求得求出導數(shù)為零的點比較這些點與端點處函數(shù)值的大小,就可求出函數(shù)的最大值和最小值 (2)若函數(shù)在閉區(qū)間a,
4、b上連續(xù)單調,則最大、最小值在端點處取得(3)若連續(xù)函數(shù)f(x)在開區(qū)間(a,b)內只有一個極值點時,這個點的函數(shù)值必然是最值例如在(, )上函數(shù)只有一個極值,那么這個極值也就是最值 1函數(shù)f(x)4xx4在x 1,2上的最大值、最小值分別是()Af(1)與f(1)Bf(1)與f(2)Cf(1)與f(2) Df(2)與f(1) 解析:f(x)44x3,f(x)0,即44x30 x1,f(x)1,f(x)4xx4在x1時取得極大值,且f(1)3,而f(1)5,f(2)8,f(x)4xx4在1,2上的最大值為f(1),最小值為f(2),故選B.答案:B 2函數(shù)f(x)2xcos x在(, )上()
5、A無最值 B有極值C有最大值 D有最小值解析:f(x)2sin x0恒成立,所以f(x)在(, )上單調遞增,無極值,也無最值答案:A 合作探究 課堂互動 求函數(shù)的最值 求下列函數(shù)的最值思路點撥要求區(qū)間a,b上函數(shù)的最值,只需求出函數(shù)在(a,b)內的極值,最后與端點處函數(shù)值比較大小即可 (1)f(x)2x312x, 導數(shù)法求函數(shù)最值要注意的問題:(1)求f(x),令f(x)0,求出在(a,b)內使導數(shù)為0的點,同時還要找出導數(shù)不存在的點(2)比較三類點處的函數(shù)值:導數(shù)不存在的點,導數(shù)為0的點及區(qū)間端點的函數(shù)值,其中最大者便是f(x)在a,b上的最大值,最小者便是f(x)在a,b上的最小值特別提
6、醒:比較極值與端點函數(shù)值的大小時,可以作差、作商或分類討論 1求下列各函數(shù)的最值(1)f(x)x42x23,x 3,2;(2)f(x)x33x26x2,x 1,1解析:(1)f(x)4x34x,令f(x)4x(x1)(x1)0得x1,或x0,或x1. 當x變化時,f(x)及f(x)的變化情況如下表:當x3時,f(x)取最小值60;當x1或x1時,f(x)取最大值4.x3 (3,1)1 (1,0) 0 (0,1) 1 (1,2) 2f(x)000f(x)60 極大值4 極小值3 極大值4 5 (2)f(x)3x26x63(x22x2)3(x1)23,f(x)在1,1內恒大于0,f(x)在1,1上
7、為增函數(shù)故x1時,f(x)最小值12;x1時,f(x)最大值2.即f(x)的最小值為12,最大值為2. 已知函數(shù)的最值求參數(shù) 解決由函數(shù)的最值來確定參數(shù)問題的關鍵是利用函數(shù)的單調性確定某些極值就是函數(shù)的最值,同時由于系數(shù)a的符號對函數(shù)的單調性有直接的影響,其最值也受a的符號的影響,因此,需要進行分類討論本題是運用最值的定義,從逆向出發(fā),由已知向未知轉化,通過待定系數(shù)法,布列相應的方程,從而得出參數(shù)的值 2已知函數(shù)f(x)ax36ax2b在1,2上有最大值3,最小值29,求a,b的值解析:依題意,顯然a0.因為f(x)3ax212ax3ax(x4),x1,2,所以令f(x)0,解得x10,x24
8、(舍去) (1)若a0,當x變化時,f(x),f(x)的變化情況如下表:由上表知,當x0時,f(x)取得最大值,所以f(0)b3.又f(2)16a3,f(1)7a3,故f(1)f(2),所以當x2時,f(x)取得最小值,即16a329,a2. x1 (1,0) 0 (0,2) 2f(x)0f(x)7ab 極大值16ab 與最值有關的恒成立問題已知函數(shù)f(x)ax4ln xbx4c(x0)在x1處取得極值3c,其中a,b,c為常數(shù)若對任意x0,不等式f(x)2c2恒成立,求c的取值范圍思路點撥 有關恒成立問題,一般是轉化為求函數(shù)的最值問題求解時要確定這個函數(shù),看哪一個變量的范圍已知,即函數(shù)是以已
9、知范圍的變量為自變量的函數(shù)一般地,f(x)恒成立 f(x)max;f(x)恒成立 f(x)min. 3已知函數(shù)f(x)x33x29xc,當x 2,6時,f(x)2|c|恒成立,求c的取值范圍解析:f(x)x33x29xc,f(x)3x26x9.當x變化時,f(x),f(x)隨x的變化如下表:x (,1)1 (1,3) 3 (3,)f(x)00f(x) 極大值c5 極小值c27 而f(2)c2,f(6)c54,當x2,6時,f(x)的最大值為c54,要使f(x)2|c|恒成立,只要c542|c|即可,當c0時,c5454;當c0時,c542c,c18.c(,18)(54, ),此即為參數(shù)c的取值
10、范圍 求函數(shù)f(x)x33x29x5,x 5,6的最大值和最小值【錯解】f(x)3x26x9.令f(x)3x26x90,解得x1或x3.當x變化時,f(x)與f(x)的變化情況如下表:從上表可知,函數(shù)f(x)的最大值為10,最小值為22.x (5,1)1 (1,3) 3 (3,6)f(x)00f(x) 10 22 【錯因】錯解的原因在于忽視閉區(qū)間端點的函數(shù)值將f(x)的各極值與函數(shù)端點值f(a),f(b)比較,其中最大的一個就是最大值,最小的一個就是最小值如果僅僅是求最值,還可將上面的辦法簡化,只需將所有可能為極值點的函數(shù)值與端點函數(shù)值進行比較,最大的即為最大值,最小的即為最小值函數(shù)f(x)在閉區(qū)間上一定存在最大值與最小值,且一定不要忽略端點的函數(shù)值【正解】由f(x)的定義域為閉區(qū)間5,6,而f(5)150,f(6)59,與函數(shù)的極值比較,可知函數(shù)f(x)的最大值為59,最小值為150.