高中北师大版 (2019)6.3 函数的最值优秀课件ppt
展开要点 函数的最值与导数1.最大值点与最小值点函数y=f(x)在区间[a,b]内的最大值点x0指的是:函数f(x)在这个区间内所有点处的函数值都________f(x0).函数y=f(x)在区间[a,b]内的最小值点x0指的是:函数f(x)在这个区间内所有点处的函数值都________f(x0).2.最大值与最小值最大(小)值或者在_____________取得,或者在____________取得.因此,要想求函数的最大(小)值,应首先求出函数的极大(小)值点,然后将所有极大(小)值点与区间端点的________进行比较,其中____________即为函数的最大(小)值.函数的最大值和最小值统称为________.
(1)函数的最值是一个整体性的概念.函数极值是在局部区间上对函数值的比较,具有相对性;而函数的最值则是表示函数在整个定义域上的情况,是对整个区间上的函数值的比较.(2)函数在一个闭区间上若存在最大值或最小值,则最大值或最小值只能各有一个,具有唯一性,而极大值和极小值可能多于一个,也可能没有,例如:常数函数就既没有极大值也没有极小值.(3)极值只能在区间内取得,最值则可以在端点处取得;有极值的不一定有最值,有最值的也未必有极值;极值有可能成为最值,最值只要不在端点处取必定是极值.
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”) (1)函数f(x)在区间[a,b]上的最大值和最小值,一定在区间端点处取得.( )(2)开区间上的单调连续函数无最值.( )(3)在定义域内,若函数有最值与极值,则极大(小)值就是最大(小)值.( )(4)若函数在给定区间上有最值,则最大(小)值最多有一个;若有极值,则可有多个.( )
2.函数f(x)=4x-x4在x∈[-1,2]上的最大值、最小值分别是( )A.f(1)与f(-1) B.f(1)与f(2)C.f(-1)与f(2) D.f(2)与f(-1)
解析:f′(x)=4-4x3,令f′(x)>0,即4-4x3>0⇒x<1,f′(x)<0⇒x>1.∴f(x)=4x-x4在x=1时取得极大值,且f(1)=3,而f(-1)=-5,f(2)=-8,∴f(x)=4x-x4在[-1,2]上的最大值为f(1),最小值为f(2),故选B.
3.函数f(x)=2x-cs x在(-∞,+∞)上( )A.无最值 B.有极值C.有最大值 D.有最小值
解析:f′(x)=2+sin x>0恒成立,所以f(x)在(-∞,+∞)上单调递增,无极值,也无最值.
4.已知函数f(x)=sin x-2x-a,若f(x)在[0,π]上的最大值为-1,则实数a的值是________.
解析:f′(x)=cs x-2<0∴函数f(x)在[0,π]上单调递减∴f(x)max=f(0)=-a=-1故a=1.
题型一 求函数的最值例1 求下列函数的最值.(1)f(x)=2x3-12x,x∈[-1,3];
∴当x=0时,f(x)有最小值f(0)=0;当x=2π时,f(x)有最大值f(2π)=π.
导数法求函数最值(1)求f′(x),令f′(x)=0,求出在(a,b)内使导数为0的点,同时还要找出导数不存在的点.(2)比较三类点处的函数值:导数不存在的点,导数为0的点及区间端点的函数值,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.
答案:(1)A (2)A
题型二 含参数的最值问题例2 已知函数f(x)=x3-ax2-a2x.求函数f(x)在[0,+∞)上的最小值.
变式探究1 本例中再加“a>0”这一条件,求函数f(x)在[-a,2a]上的最值.
(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.
跟踪训练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.(1)求函数g(x)在区间[0,1]上的最小值.(2)当b=0时,若函数g(x)在区间[0,1]上的最小值为0,求a的值.
题型三 函数的最值与不等式问题例3 已知函数f(x)=(x-1)3+m.(1)若f(1)=1,求函数f(x)的单调区间;(2)若关于x的不等式f(x)≥x3-1在区间[1,2]上恒成立,求m的取值范围.
变式探究2 本例(2)中的条件“关于x的不等式f(x)≥x3-1在区间[1,2]上恒成立”改为“关于x的不等式f(x)≥x3-1在区间[1,2]上有解”,则实数m的取值范围又如何?
有关恒成立问题,一般是转化为求函数的最值问题.求解时要确定这个函数,看哪一个变量的范围已知,即函数是以已知范围的变量为自变量的函数.一般地,λ≥f(x)恒成立⇔λ≥[f(x)]max;λ≤f(x)恒成立⇔λ≤[f(x)]min.
跟踪训练3 已知函数f(x)=ax4ln x+bx4-c(x>0)在x=1处取得极值-3-c,其中a,b,c为常数.若对任意x>0,不等式f(x)≥-2c2恒成立,求c的取值范围.
1.函数f(x)=x2ex,x∈[-2,1]的最大值为( )A.4e-2 B.0C.e2 D.e
4.函数f(x)=x3-3ax-a在(0,1)内有最小值,则a的取值范围是________.
5.已知函数f(x)=ax3+x2+bx(其中常数a,b∈R),g(x)=f(x)+f′(x)是奇函数.(1)求f(x)的表达式.(2)求g(x)在区间[1,2]上的最大值与最小值.
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