2024年新高考数学一轮复习知识梳理与题型归纳第16讲导数的应用__导数与函数的极值最值(学生版)
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1.函数的极值
(1)函数的极小值:
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,则点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)函数的极大值:
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,则点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.
2.函数的最值
(1)在闭区间[a,b]上连续的函数f(x)在[a,b]上必有最大值与最小值.
(2)若函数f(x)在[a,b]上单调递增,则f(a)为函数的最小值,f(b)为函数的最大值;若函数f(x)在[a,b]上单调递减,则f(a)为函数的最大值,f(b)为函数的最小值.
题型归纳
题型1 利用导数解决函数的极值问题——根据函数图象判断函数极值
【例1-1】如图是函数的导函数的图象,则函数的极大值点的个数为
A.3B.2C.1D.0
【例1-2】函数的图象如图所示,则关于函数的说法正确的是
A.函数有3个极值点
B.函数在区间上是增加的
C.函数在区间上是增加的
D.当时,函数取得极大值
【跟踪训练1-1】已知函数的导函数的图象如图所示,则关于的结论正确的是
A.在区间上为减函数
B.在处取得极小值
C.在区间,上为增函数
D.在处取得极大值
【跟踪训练1-2】已知函数的导函数的图象如图,则下列叙述正确的是
A.函数在上单调递减
B.函数在处取得极大值
C.函数在处取得极值
D.函数只有一个极值点
【名师指导】
由图象判断函数y=f(x)的极值,要抓住两点:(1)由y=f′(x)的图象与x轴的交点,可得函数 y=f(x)的可能极值点;(2)由导函数y=f′(x)的图象可以看出y=f′(x)的值的正负,从而可得函数y=f(x)的单调性.两者结合可得极值点.
题型2 利用导数解决函数的极值问题——已知函数求极值或极值点
【例2-1】已知函数,则的极大值点为
A.B.C.D.
【例2-2】函数的一个极小值点为
A.B.C.D.
【跟踪训练2-1】函数的极小值是
A.4B.2C.D.
【跟踪训练2-2】函数的极大值为 .
【名师指导】
求函数的极值或极值点的步骤
(1)求导数f′(x),不要忘记函数f(x)的定义域;
(2)求方程f′(x)=0的根;
(3)检查在方程的根的左右两侧f′(x)的符号,确定极值点或函数的极值.
题型3 利用导数解决函数的极值问题——已知函数的极值点或极值求参数的值或范围
【例3-1】若函数存在极值点,则实数的取值范围是
A.B.,C.D.,
【例3-2】若当时,函数有两个极值点,则实数的取值范围是
A.,B.C.D.
【跟踪训练3-1】已知时,函数取得极大值,则
A.B.C.4D.2
【跟踪训练3-2】已知函数有且仅有一个极值点,则实数的取值范围是 .
【跟踪训练3-3】已知函数为自然对数的底数)有两个极值点,则实数的取值范围是 .
【名师指导】
已知函数极值点或极值求参数的两个要领
(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:因为导数值等于零不是此点为极值点的充要条件,所以利用待定系数法求解后必须验证根的合理性.
题型4 利用导数求函数的最值
【例4-1】已知,若,求函数的最小值.
【例4-2】已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数在,上的最大值和最小值.
【跟踪训练4-1】函数在,上的最大值为2,则的值为
A.B.2C.5D.
【跟踪训练4-2】函数在,上的
A.最小值为0,最大值为B.最小值为0,最大值为
C.最小值为1,最大值为D.最小值为1,最大值为
【跟踪训练4-3】已知函数,且(1).
(1)求的值;
(2)求函数在区间,上的最大值.
【名师指导】
导数法求给定区间上函数的最值问题的一般步骤
(1)求函数f(x)的导数f′(x);
(2)求f(x)在给定区间上的单调性和极值;
(3)求f(x)在给定区间上的端点值;
(4)将f(x)的各极值与f(x)的端点值进行比较,确定f(x)的最大值与最小值;
(5)反思回顾,查看关键点,易错点和解题规范.
题型5 利用导数求解函数极值和最值的综合问题
【例5-1】已知函数,
(Ⅰ)若,求证:当,时,恒成立;
(Ⅱ)当时,求在区间,上的最大值和最小值;
(Ⅲ)若函数存在极大值和极小值,且极大值和极小值的差不超过4,求的取值范围.
【跟踪训练5-1】已知,.
(1)若在处取极值,求在点处切线方程;
(2)若函数在区间,最小值为,求.
【名师指导】
解决函数极值、最值综合问题的策略
(1)求极值、最值时,要求步骤规范,含参数时,要讨论参数的大小.
(2)求函数最值时,不可想当然地认为极值点就是最值点,要通过比较才能下结论.
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