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1、3.3.3函数的最大(小)值与导数课前自主学案求函数f(x)的极值首先解方程f′(x)=0.当f′(x0)=0时,(1)如果在x0附近的左侧_________,右侧__________,那么f(x0)是函数的_______;(2)如果在x0附近的左侧_________,右侧__________,那么f(x0)是函数的_______.f′(x0)>0f′(x0)<0极大值f′(x0)<0f′(x0)>0极小值观察图象,你能找出函数的极大值,极小值吗?新课引入极值是一个局部概念,极值只是某个点的函数值与它附近点的函数值比较是最大或
2、最小,并不意味着它在函数的整个的定义域内最大或最小。在某些问题中,往往关心的是函数在整个定义域区间上,哪个值最大或最小的问题,这就是我们通常所说的最值问题.观察以上两个函数图象,它们在上有最大值,最小值吗?如果有,分别是什么?一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足:(1)对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M那么,称M是函数y=f(x)的最大值一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足:(1)对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;(2)存在x0∈I,使得f(
3、x0)=M那么,称M是函数y=f(x)的最小值一.最值的概念(最大值与最小值)观察下列图形,你能找出函数的最值吗?xoyax1by=f(x)x2x3x4x5x6xoyax1by=f(x)x2x3x4x5x6在开区间内的连续函数不一定有最大值与最小值.在闭区间上的连续函数必有最大值与最小值因此:该函数没有最值。f(x)max=f(a),f(x)min=f(x3)求函数的最值时,应注意以下几点:(1)函数的极值是一个局部概念,而函数的最值是对整个定义域而言,是一个整体性的概念.(2)闭区间[a,b]上的连续函数一定有最值.开区间(
4、a,b)内的可导函数不一定有最值(3)函数在其定义域上的最大值与最小值至多各有一个。观察右边一个定义在区间[a,b]上的函数y=f(x)的图象:发现图中____________是极小值,_________是极大值,在区间上的函数的最大值是______,最小值是_______。f(x1)、f(x3)f(x2)f(b)f(x3)问题在于如果在没有给出函数图象的情况下,怎样才能判断出f(x3)是最小值,而f(b)是最大值呢?xX2oaX3bx1yy=f(x)求函数y=f(x)在[a,b]上的最大值与最小值的步骤如下:(1)求函数y=
5、f(x)在(a,b)内的极值;(2)将函数y=f(x)的各极值点与端点处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.题型一:求函数的最大值和最小值1、求出所有导数为0的点;2、计算;3、比较确定最值。例2:求函数y=x4-2x2+5在区间[-2,2]上的最大值与最小值.解:令,解得x=-1,0,1.当x变化时,的变化情况如下表:从上表可知,最大值是13,最小值是4.练习:函数y=x³+3x²-9x在[-4,4]上的最大值为,最小值为.分析:(1)由f´(x)=3x²+6x-9=0,(2)区间[-
6、4,4]端点处的函数值为f(-4)=20,f(4)=76得x1=-3,x2=1函数值为f(-3)=27,f(1)=-576-5当x变化时,y′、y的变化情况如下表:比较以上各函数值,可知函数在[-4,4]上的最大值为f(4)=76,最小值为f(1)=-5例3若f(x)=ax3-6ax2+b(a>0),x∈[-1,2]的最大值为3,最小值是-29,求a、b的值.【思路点拨】可先对f(x)求导,确定f(x)在[-1,2]上的单调性及最值,再建立方程从而求得a,b的值.【解】f′(x)=3ax2-12ax=3a(x2-4x).令f′
7、(x)=0,得x=0,x=4,∵x∈[-1,2],∴x=0.∵a>0,∴f(x),f′(x)随x变化情况如下表:已知函数的最值求参数∴当x=0时,f(x)取最大值,∴b=3.又f(2)=8a-24a+3=-16a+3,f(-1)=-7a+3>f(2),∴当x=2时,f(x)取最小值,-16a+3=-29,∴a=2,∴a=2,b=3.例4【思路点拨】把m>f(x)恒成立,转化为求f(x)在[-1,2]上的最大值,只要m大于此最大值即可.与最值有关的恒成立问题解:令解得所以函数的极大值为,极小值为1、已知函数(1)求的极值(2)当
8、在什么范围内取值时,曲线与轴总有交点当变化时,的变化情况如下表:↘--+↗↘--极小值极大值练习曲线与轴总有交点由(1)可知,函数在区间上的极大值为,极小值为,又因,(2)所以函数的最大值为,最小值为2、解令解得x0(0,)(,)+-+00(,)0一、选择题1.若函数y=f(