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时间:2019-10-09
《2020版高考数学复习第三章导数及其应用3.2导数的应用(第2课时)导数与函数的极值、最值教案理新人教A版》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第2课时 导数与函数的极值、最值题型一 用导数求解函数极值问题命题点1 根据函数图象判断极值例1 设函数f(x)在R上可导,其导函数为f′(x),且函数y=(1-x)f′(x)的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是( )A.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(1)B.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(1)C.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(-2)D.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(2)答案 D解析 由题图可知,当x<-2时,f′(x)>0;当-22、′(x)<0;当x>2时,f′(x)>0.由此可以得到函数f(x)在x=-2处取得极大值,在x=2处取得极小值.命题点2 求已知函数的极值例2 (2018·阜新调研)设函数f(x)=ln(x+1)+a(x2-x),其中a∈R.讨论函数f(x)极值点的个数,并说明理由.解 f′(x)=+a(2x-1)=(x>-1).令g(x)=2ax2+ax-a+1,x∈(-1,+∞).①当a=0时,g(x)=1,此时f′(x)>0,函数f(x)在(-1,+∞)上单调递增,无极值点.②当a>0时,Δ=a2-8a(1-a)=a(9a-8).a.3、当0时,Δ>0,设方程2ax2+ax-a+1=0的两根为x1,x2(x1-.由g(-1)=1>0,可得-10,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x∈(x1,x2)时,g(x)<0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;当x∈(x2,+∞)时,g(x)>0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.因此函数f(x)有两个4、极值点.③当a<0时,Δ>0,由g(-1)=1>0,可得x1<-10,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x∈(x2,+∞)时,g(x)<0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减.所以函数f(x)有一个极值点.综上所述,当a<0时,函数f(x)有一个极值点;当0≤a≤时,函数f(x)无极值点;当a>时,函数f(x)有两个极值点.命题点3 根据极值(点)求参数例3 已知函数f(x)=-k,若x=2是函数f(x)的唯一一个极值点,则实数k的取值范围为( )A.(-∞,e]B.[0,5、e]C.(-∞,e)D.[0,e)答案 A解析 因为函数f(x)=-k,所以函数f(x)的定义域是(0,+∞),所以f′(x)=-k=.因为x=2是函数f(x)的唯一一个极值点,所以x=2是y=f′(x)的唯一变号零点.所以y=-k在(0,+∞)上无变号零点.设g(x)=,则g′(x)=.当x∈(0,1)时,g′(x)<0,当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,所以g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,所以g(x)min=g(1)=e,结合g(x)=与y=k的图象(图略)知,若x=2是函数f(x)的唯一一6、个极值点,则应需k≤e.思维升华函数极值的两类热点问题(1)求函数f(x)极值的一般解题步骤①确定函数的定义域;②求导数f′(x);③解方程f′(x)=0,求出函数定义域内的所有根;④列表检验f′(x)在f′(x)=0的根x0左右两侧值的符号.(2)根据函数极值情况求参数的两个要领①列式:根据极值点处导数为0和极值这两个条件列方程组,利用待定系数法求解.②验证:求解后验证根的合理性.跟踪训练1已知函数f(x)=ax-1-lnx(a∈R).(1)讨论函数f(x)在定义域内的极值点的个数;(2)若函数f(x)在x=1处取得极值,7、∀x∈(0,+∞),f(x)≥bx-2恒成立,求实数b的取值范围.解 (1)f(x)的定义域为(0,+∞).f′(x)=a-=,当a≤0时,f′(x)<0在(0,+∞)上恒成立,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,∴f(x)在(0,+∞)上没有极值点;当a>0时,由f′(x)<0得00,得x>,∴f(x)在上单调递减,在上单调递增,即f(x)在x=处有极小值,无极大值.∴当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上没有极值点,当a>0时,f(x)在(0,+∞)上有一个极值点.(2)∵函数f(x)在x=1处取得8、极值,∴a=1,∴f(x)≥bx-2,即1+-≥b,令g(x)=1+-,则g′(x)=,令g′(x)=0,得x=e2,则g(x)在(0,e2)上单调递减,在(e2,+∞)上单调递增,∴g(x)min=g(e2)=1-,即b≤1-,即实数b的取值范围为.题型二 用导数求函数的最值例4 已知函
2、′(x)<0;当x>2时,f′(x)>0.由此可以得到函数f(x)在x=-2处取得极大值,在x=2处取得极小值.命题点2 求已知函数的极值例2 (2018·阜新调研)设函数f(x)=ln(x+1)+a(x2-x),其中a∈R.讨论函数f(x)极值点的个数,并说明理由.解 f′(x)=+a(2x-1)=(x>-1).令g(x)=2ax2+ax-a+1,x∈(-1,+∞).①当a=0时,g(x)=1,此时f′(x)>0,函数f(x)在(-1,+∞)上单调递增,无极值点.②当a>0时,Δ=a2-8a(1-a)=a(9a-8).a.
3、当0时,Δ>0,设方程2ax2+ax-a+1=0的两根为x1,x2(x1-.由g(-1)=1>0,可得-10,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x∈(x1,x2)时,g(x)<0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;当x∈(x2,+∞)时,g(x)>0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.因此函数f(x)有两个
4、极值点.③当a<0时,Δ>0,由g(-1)=1>0,可得x1<-10,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x∈(x2,+∞)时,g(x)<0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减.所以函数f(x)有一个极值点.综上所述,当a<0时,函数f(x)有一个极值点;当0≤a≤时,函数f(x)无极值点;当a>时,函数f(x)有两个极值点.命题点3 根据极值(点)求参数例3 已知函数f(x)=-k,若x=2是函数f(x)的唯一一个极值点,则实数k的取值范围为( )A.(-∞,e]B.[0,
5、e]C.(-∞,e)D.[0,e)答案 A解析 因为函数f(x)=-k,所以函数f(x)的定义域是(0,+∞),所以f′(x)=-k=.因为x=2是函数f(x)的唯一一个极值点,所以x=2是y=f′(x)的唯一变号零点.所以y=-k在(0,+∞)上无变号零点.设g(x)=,则g′(x)=.当x∈(0,1)时,g′(x)<0,当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,所以g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,所以g(x)min=g(1)=e,结合g(x)=与y=k的图象(图略)知,若x=2是函数f(x)的唯一一
6、个极值点,则应需k≤e.思维升华函数极值的两类热点问题(1)求函数f(x)极值的一般解题步骤①确定函数的定义域;②求导数f′(x);③解方程f′(x)=0,求出函数定义域内的所有根;④列表检验f′(x)在f′(x)=0的根x0左右两侧值的符号.(2)根据函数极值情况求参数的两个要领①列式:根据极值点处导数为0和极值这两个条件列方程组,利用待定系数法求解.②验证:求解后验证根的合理性.跟踪训练1已知函数f(x)=ax-1-lnx(a∈R).(1)讨论函数f(x)在定义域内的极值点的个数;(2)若函数f(x)在x=1处取得极值,
7、∀x∈(0,+∞),f(x)≥bx-2恒成立,求实数b的取值范围.解 (1)f(x)的定义域为(0,+∞).f′(x)=a-=,当a≤0时,f′(x)<0在(0,+∞)上恒成立,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,∴f(x)在(0,+∞)上没有极值点;当a>0时,由f′(x)<0得00,得x>,∴f(x)在上单调递减,在上单调递增,即f(x)在x=处有极小值,无极大值.∴当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上没有极值点,当a>0时,f(x)在(0,+∞)上有一个极值点.(2)∵函数f(x)在x=1处取得
8、极值,∴a=1,∴f(x)≥bx-2,即1+-≥b,令g(x)=1+-,则g′(x)=,令g′(x)=0,得x=e2,则g(x)在(0,e2)上单调递减,在(e2,+∞)上单调递增,∴g(x)min=g(e2)=1-,即b≤1-,即实数b的取值范围为.题型二 用导数求函数的最值例4 已知函
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