1.3.2 函数的极值与导数
学 习 目 标
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核 心 素 养
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1.了解极大值、极小值的概念.(难点)
2.了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件.(重点、易混点)
3.会用导数求函数的极大值、极小值.(重点)
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1.通过极值点与极值概念的学习,体现了数学抽象的核心素养.
2.借助函数极值的求法,提升学生的逻辑推理、数学运算的核心素养.
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1.极值点与极值
(1)极小值点与极小值
若函数y=f (x)在点x=a的函数值f (a)比它在点x=a附近其他点的函数值都小,f ′(a)=0,而且在点x=a附近的左侧f ′(x)<0,右侧f ′(x)>0,就把点a叫做函数y=f (x)的极小值点,f (a)叫做函数y=f (x)的极小值.
(2)极大值点与极大值
若函数y=f (x)在点x=b的函数值f (b)比它在点x=b附近其他点的函数值都大,f ′(b)=0,而且在点x=b附近的左侧f ′(x)>0,右侧f ′(x)<0,就把点b叫做函数y=f (x)的极大值点,f (b)叫做函数y=f (x)的极大值.
(3)极大值点、极小值点统称为极值点;极大值、极小值统称为极值.
思考:导数为0的点一定是极值点吗?
[提示] 不一定,如f (x)=x3,f ′(0)=0, 但x=0不是f (x)=x3的极值点.所以,当f ′(x0)=0时,要判断x=x0是否为f (x)的极值点,还要看f ′(x)在x0两侧的符号是否相反.
2.求可导函数y=f (x)的极值的方法
解方程f ′(x)=0.当f ′(x0)=0时:
(1)如果在x0附近的左侧f ′(x)>0,右侧f ′(x)<0,那么f (x0)是极大值;
(2)如果在x0附近的左侧f ′(x)<0,右侧f ′(x)>0,那么f (x0)是极小值.
1.函数f (x)的定义域为R,导函数f ′(x)的图象如图所示,则函数f (x)( )
A.无极大值点,有四个极小值点
B.有三个极大值点,两个极小值点
C.有两个极大值点,两个极小值点
D.有四个极大值点,无极小值点
C [设y=f ′(x)的图象与x轴的交点从左到右横坐标依次为x1,x2,x3,x4,则f (x)在x=x1,x=x3处取得极大值,在x=x2,x=x4处取得极小值.]
2.函数f (x)=-的极值点为( )
A.0 B.-1
C.0或1 D.1
D [∵f ′(x)=x3-x2=x2(x-1),
由f ′(x)=0得x=0或x=1.
又当x>1时f ′(x)>0,0<x<1时f ′(x)<0,
∴1是f (x)的极小值点.
又x<0时f ′(x)<0,故x=0不是函数的极值点.]
3.下列关于函数的极值的说法正确的是( )
A.导数值为0的点一定是函数的极值点
B.函数的极小值一定小于它的极大值
C.函数在定义域内有一个极大值和一个极小值
D.若f (x)在(a,b)内有极值,那么f (x)在(a,b)内不是单调函数
D [由极值的概念可知只有D正确.]
4.函数f (x)=x3-3x2+1的极小值点为________.
2 [由f ′(x)=3x2-6x=0,
解得x=0或x=2.
列表如下:
x
|
(-∞,0)
|
0
|
(0,2)
|
2
|
(2,+∞)
|
f ′(x)
|
+
|
0
|
-
|
0
|
+
|
f (x)
|
↗
|
极大值
|
↘
|
极小值
|
↗
|
∴当x=2时,f (x)取得极小值.]