目录CONTENTS01读教材·知识梳理03拓视野·思维进阶02研题型·典例精析扣课标·素养提升04
知识点一 函数的最值点与极值点的关系1.如果函数y=f(x)在定义域内的每一点都可导,且函数存在最值,则函数的最值点一定是某个 .2.如果函数y=f(x)的定义域为[a,b]且存在最值,函数y=f(x)在(a,b)内可导,那么函数的最值点要么是区间端点a或b,要么是 .极值点极值点
在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,想一想,在[a,b]上一定存在最值和极值吗?在区间(a,b)上呢?提示:在区间[a,b]上一定有最值,但不一定有极值.如果函数f(x)在[a,b]上是单调的,此时f(x)在[a,b]上无极值;如果f(x)在[a,b]上不是单调函数,则f(x)在[a,b]上有极值.当f(x)在(a,b)上为单调函数时,它既没有最值也没有极值.
知识点二 函数极值与最值之间的关系1.函数的极值是函数在某一点附近的局部概念,函数的最大值和最小值是一个整体性概念.2.函数的最大值、最小值是比较整个定义区间的函数值得出的,函数的极值是比较 附近的函数值得出的,函数的极值可以有 ,但最值只能有一个.3.极值只能在区间内取得,最值则可以在端点处取得.有极值的未必有最值,有最值的未必有极值;极值有可能成为最值,最值不在端点处取得时必定是极值.极值点多个
1.函数f(x)=2x+sin x在区间[0,π]上的 ( )A.最小值为0,最大值为π+1B.最小值为0,最大值为2πC.最小值为π+1,最大值为2πD.最小值为0,最大值为2解析:f′(x)=2+cos x>0,所以f(x)在区间[0,π]上单调递增,因此f(x)的最小值为f(0)=0,最大值为f(π)=2π.B
2.函数f(x)=3x+sin x在x∈[0,π]上的最小值为________.解析:由题意得f′(x)=3x ln 3+cos x,当x∈[0,π]时,f′(x)>0,所以f(x)在x∈[0,π]上单调递增,所以f(x)在[0,π]上的最小值为f(0)=1.3.已知f(x)=-x2+mx+1在区间[-2,-1]上的最大值就是函数f(x)的极大值,求m的取值范围.1
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|通性通法|求函数最值的基本思路(1)从极值点和端点处找最值:求函数的最值需先确定函数的极值,如果只是求最值,那么就不需要讨论各极值是极大值还是极小值,只需将各极值和端点的函数值进行比较即可求出最大值和最小值;(2)单调区间取端点:当图象连续不断的函数f(x)在[a,b]上单调时,其最大值和最小值分别在两个端点处取得.
B
题型二 含参数的最值问题【例2】 已知函数f(x)=ex-ax2-bx-1,其中a,b∈R,e=2.718 28…为自然对数的底数.设g(x)是函数f(x)的导函数,求函数g(x)在区间[0,1]上的最小值.解 因为f(x)=ex-ax2-bx-1,所以g(x)=f′(x)=ex-2ax-b,又g′(x)=ex-2a,因为x∈[0,1],1≤ex≤e,
当ln (2a)<x<1时,g′(x)=ex-2a>0,所以函数g(x)在区间[0,ln (2a)]上单调递减,在区间[ln (2a),1]上单调递增,g(x)min=g(ln (2a))=2a-2a ln (2a)-b.
(变条件)若a=1,b=-2,求函数g(x)在区间[0,1]上的最小值.解:因为a=1,b=-2,g(x)=f′(x)=ex-2x+2,又g′(x)=ex-2,令g′(x)=0,因为x∈[0,1],解得x=ln 2,已知当x=ln 2时,函数取极小值,也是最小值,故g(x)min=g(ln 2)=2-2ln 2+2=4-2ln 2.
|通性通法|1.含参数的函数最值问题的两类情况(1)能根据条件确定出参数,从而化为不含参数函数的最值问题;(2)对于不能求出参数值的问题,则要对参数进行讨论,其实质是讨论导函数大于0,等于0,小于0三种情况.若导函数恒不等于0,则函数在已知区间上是单调函数,最值在端点处取得;若导函数可能等于0,则求出极值点后求极值,再与端点值比较后确定最值.2.已知函数最值求参数值(范围)的思路已知函数在某区间上的最值求参数的值(范围)是求函数最值的逆向思维,一般先求导数,利用导数研究函数的单调性及极值点,用参数表示出最值后求参数的值或范围.
A
1.(变条件)若将本例中条件“若对x∈[-1,2],不等式f(x)<c2恒成立”改为“若存在x∈[-1,2],不等式f(x)<c2成立”,结果如何?
2.(变条件)若本例中的条件“x∈[-1,2],不等式f(x)<c2恒成立”换为“x∈[-2,0],不等式f(x)>-c恒成立”,求c的取值范围.且f(0)=c,f(-2)=-6+c,所以f(x)min=f(-2)=-6+c,所以-6+c>-c,所以c>3.故c的取值范围为(3,+∞).
|通性通法|恒成立问题向最值转化的方法(1)要使不等式f(x)<h在区间[m,n]上恒成立,可先在区间[m,n]上求出函数f(x)的最大值f(x)max,只要h>f(x)max,则上面的不等式恒成立;(2)要使不等式f(x)>h在区间[m,n]上恒成立,可先在区间[m,n]上求出函数f(x)的最小值f(x)min,只要f(x)min>h,则不等式f(x)>h恒成立.
设a∈R,已知函数f(x)=ax3-3x2.(1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;解:当a=1时,f(x)=x3-3x2,则f′(x)=3x2-6x.由f′(x)>0,得x<0或x>2,由f′(x)<0,得0<x<2,所以f(x)的单调递增区间为(-∞,0),(2,+∞);单调递减区间为(0,2).(2)若对任意的x∈[1,3],都有f(x)
2023-2024学年人教B版高中数学选择性必修第三册 6.2.2 第二课时 函数最值的求法 课件