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中考数学二轮精品专题复习 专题08 函数的极值(原卷版)
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专题08 函数的极值
1.函数的极小值:
函数y=f(x)在点x=x0的函数值f(x0)比它在点x=x0附近其他点的函数值都小,f′(x0)=0;而且在点x=x0附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0.则x0叫做函数y=f(x)的极小值点,f(x0)叫做函数y=f(x)的极小值.如图1.
图1 图2
2.函数的极大值:
函数y=f(x)在点x=x0的函数值f(x0)比它在点x=x0附近其他点的函数值都大,f′(x0)=0;而且在点x=x0附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0.则x0叫做函数y=f(x)的极大值点,f(x0)叫做函数y=f(x)的极大值.如图2.
3.极小值点、极大值点统称为极值点,极小值和极大值统称为极值.
对极值的深层理解:
(1)极值点不是点;
(2)极值是函数的局部性质;
(2)按定义,极值点xi是区间[a,b]内部的点(如图),不会是端点a,b;
(3)若f(x)在(a,b)内有极值,那么f(x)在(a,b)内绝不是单调函数,即在区间上单调的函数没有极值.
(4)根据函数的极值可知函数的极大值f(x0)比在点x0附近的点的函数值都大,在函数的图象上表现为极大值对应的点是局部的“高峰”;函数的极小值f(x0)比在点x0附近的点的函数值都小,在函数的图象上表现为极小值对应的点是局部的“低谷”.一个函数在其定义域内可以有许多极小值和极大值,在某一点处的极小值也可能大于另一个点处的极大值,极大值与极小值没有必然的联系,即极小值不一定比极大值小,极大值不一定比极小值大;
(5)使f′(x)=0的点称为函数f(x)的驻点,可导函数的极值点一定是它的驻点.驻点可能是极值点,也可能不是极值点.例如f(x)=x3的导数f′(x)=3x2在点x=0处有f′(0)=0,即x=0是f(x)=x3的驻点,但从f(x)在(-∞,+∞)上为增函数可知,x=0不是f(x)的极值点.因此若f′(x0)=0,则x0不一定是极值点,即f′(x0)=0是f(x)在x=x0处取到极值的必要不充分条件,函数y=f′(x)的变号零点,才是函数的极值点;
(6)函数f(x)在[a,b]上有极值,极值也不一定不唯一.它的极值点的分布是有规律的,如上图,相邻两个极大值点之间必有一个极小值点,同样相邻两个极小值点之间必有一个极大值点.一般地,当函数f(x)在[a,b]上连续且有有限个极值点时,函数f(x)在[a,b]内的极大值点、极小值点是交替出现的.
考点一 根据函数图象判断极值
【方法总结】
由图象判断函数y=f(x)的极值
(1)y=f′(x)的图象与x轴的交点的横坐标为x0,可得函数y=f(x)的可能极值点x0;
(2)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;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.
【例题选讲】
[例1](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、一个极小值点
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
(2)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)
(3)函数f(x)=x3+bx2+cx+d的大致图象如图所示,x1,x2是函数y=f(x)的两个极值点,则x+x等于( )
A. B. C. D.
(4)已知函数y=的图象如图所示(其中f′(x)是定义域为R的函数f(x)的导函数),则以下说法错误的是( )
A.f′(1)=f′(-1)=0 B.当x=-1时,函数f(x)取得极大值
C.方程xf′(x)=0与f(x)=0均有三个实数根 D.当x=1时,函数f(x)取得极小值
(5)(多选)函数y=f(x)导函数的图象如图所示,则下列选项正确的有( )
A.(-1,3)为函数y=f(x)的递增区间 B.(3,5)为函数y=f(x)的递减区间
C.函数y=f(x)在x=0处取得极大值 D.函数y=f(x)在x=5处取得极小值
(6) (2018·全国Ⅲ)函数y=-x4+x2+2的图象大致为( )
【对点训练】
1.如图是f(x)的导函数f′(x)的图象,则f(x)的极小值点的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.设函数f(x)在R上可导,其导函数为f′(x),且函数g(x)=xf′(x)的图象如图所示,则下列结论中一定成立
的是( )
A.f(x)有两个极值点 B.f(0)为函数的极大值
C.f(x)有两个极小值 D.f(-1)为f(x)的极小值
3.已知函数f(x)=x3+bx2+cx的图象如图所示,则x+x等于( )
A. B. C. D.
4.已知三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d的图象如图所示,则=________.
5.(多选)函数y=f(x)的导函数f′(x)的图象如图所示,则以下命题错误的是( )
A.-3是函数y=f(x)的极值点 B.-1是函数y=f(x)的最小值点
C.y=f(x)在区间(-3,1)上单调递增 D.y=f(x)在x=0处切线的斜率小于零
考点二 求已知函数的极值
【方法总结】
求函数的极值或极值点的步骤
(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检查f′(x)在方程f′(x)=0的根的左右两侧的符号.如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值.
【例题选讲】
[例1](1)函数f(x)=x2e-x的极大值为__________,极小值为________.
(2)设函数f(x)=+lnx,则( )
A.x=为f(x)的极大值点 B.x=为f(x)的极小值点
C.x=2为f(x)的极大值点 D.x=2为f(x)的极小值点
(3)已知函数f(x)=2ef′(e)lnx-,则f(x)的极大值点为( )
A. B.1 C.e D.2e
(4)已知e为自然对数的底数,设函数f(x)=(ex-1)·(x-1)k(k=1,2),则( )
A.当k=1时,f(x)在x=1处取到极小值 B.当k=1时,f(x)在x=1处取到极大值
C.当k=2时,f(x)在x=1处取到极小值 D.当k=2时,f(x)在x=1处取到极大值
(5)若x=-2是函数f(x)=(x2+ax-1)ex-1的极值点,则f(x)的极小值为( )
A.-1 B.-2e-3 C.5e-3 D.1
(6)设f′(x)为函数f(x)的导函数,已知x2f′(x)+xf(x)=lnx,f(1)=,则下列结论不正确的是( )
A.xf(x)在(0,+∞)上单调递增 B.xf(x)在(0,+∞)上单调递减
C.xf(x)在(0,+∞)上有极大值 D.xf(x)在(0,+∞)上有极小值
[例2] 给出定义:设f′(x)是函数y=f(x)的导函数,f″(x)是函数f′(x)的导函数,
若方程f″(x)=0有实数解x0,则称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的拐点.已知f(x)=ax+sinx-cosx.
(1)求证:函数y=f(x)的拐点M(x0,f(x0))在直线y=ax上;
(2)x∈(0,2π)时,讨论f(x)的极值点的个数.
[例3] (2021·天津高考节选)已知a>0,函数f(x)=ax-x·ex.
(1)求函数y=f(x)在点(0,f(0))处的切点的方程;
(2)证明f(x)存在唯一极值点.
【对点训练】
1.函数f(x)=2x-xln x的极值是( )
A. B. C.e D.e2
2.函数f(x)=(x2-1)2+2的极值点是( )
A.x=1 B.x=-1 C.x=1或-1或0 D.x=0
3.函数f(x)=x2+ln x-2x的极值点的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.无数
4.函数f(x)=(x2-x-1)ex(其e=2.718…是自然对数的底数)的极值点是 ;极大值为 .
5.已知函数f(x)=ax3-bx+2的极大值和极小值分别为M,m,则M+m=( )
A.0 B.1 C.2 D.4
6.若x=-2是函数f(x)=x3-ax2-2x+1的一个极值点,则函数f(x)的极小值为( )
A.- B.- C. D.
7.已知函数f(x)=2ln x+ax2-3x在x=2处取得极小值,则f(x)的极大值为( )
A.2 B.- C.3+ln 2 D.-2+2ln 2
8.已知函数f(x)=xlnx,则( )
A.f(x)的单调递增区间为(e,+∞) B.f(x)在上是减函数
C.当x∈(0,1]时,f(x)有最小值- D.f(x)在定义域内无极值
9.(多选)已知函数f(x)=,则下列结论正确的是( )
A.函数f(x)存在两个不同的零点
B.函数f(x)既存在极大值又存在极小值
C.当-e
10.若函数f(x)=(1-x)(x2+ax+b)的图象关于点(-2,0)对称,x1,x2分别是f(x)的极大值点与极小值点,
则x2-x1=________.
11.已知函数f(x)=ex(x-1)-eax2,a<0.
(1)求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(2)求函数f(x)的极小值.
12.已知函数f(x)=.
(1)求函数f(x)的图象在(1,f(1))处的切线方程;
(2)证明:函数f(x)仅有唯一的极小值点.
考点三 已知函数的极值(点)求参数的值(范围)
【方法总结】
由函数极值求参数的值或范围
讨论极值点有无(个数)问题,转化为讨论f′(x)=0根的有无(个数).然后由已知条件列出方程或不等式求出参数的值或范围,特别注意:极值点处的导数为0,而导数为0的点不一定是极值点,要检验导数为0的点两侧导数是否异号.
【例题选讲】
[例1](1)若函数f(x)=x(x-m)2在x=1处取得极小值,则m=________.
(2)已知f(x)=x3+3ax2+bx+a2在x=-1处有极值0,则a+b=________.
(3)若函数f(x)的导数f′(x)=(x-k)k(k≥1,k∈Z),已知x=k是函数f(x)的极大值点,则k= .
(4)设函数f(x)=lnx-ax2-bx,若x=1是f(x)的极大值点,则a的取值范围为________.
(5)若函数f(x)=-(1+2a)x+2lnx(a>0)在区间内有极大值,则a的取值范围是( )
A. B.(1,+∞) C.(1,2) D.(2,+∞)
(6)若函数f(x)=x2-x+alnx在[1,+∞)上有极值点,则实数a的取值范围为 ;
(7)已知函数f(x)=x(lnx-ax)有两个极值点,则实数a的取值范围是________.
(8) (2021·全国乙)设a≠0,若x=a为函数f(x)=a(x-a)2(x-b)的极大值点,则( )
A.ab C.ab
[例2] 已知曲线f(x)=xex-ax3-ax2,a∈R.
(1)当a=0时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)若函数y=f(x)有三个极值点,求实数a的取值范围.
【对点训练】
1.若函数f(x)=(x+a)ex的极值点为1,则a=( )
A.-2 B.-1 C.0 D.1
2.已知函数f(x)=x(x-c)2在x=2处有极小值,则实数c的值为( )
A.6 B.2 C.2或6 D.0
3.已知函数f(x)=ax3+bx2+cx-17(a,b,c∈R)的导函数为f′(x),f′(x)≤0的解集为{x|-2≤x≤3},若f(x)的
极小值等于-98,则a的值是( )
A.- B. C.2 D.5
4.若函数f(x)=x3-2cx2+x有极值点,则实数c的取值范围为 .
5.设a∈R,若函数y=ex+ax,x∈R有大于零的极值点,则实数a的取值范围是________.
6.若函数f(x)=(2-a)在上有极大值,则实数a的取值范围为( )
A.(,e) B.(,2) C.(2,e) D.(e,+∞)
7.已知函数f(x)=-ax在(1,+∞)上有极值,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.0,
8.若函数f(x)=x2-x+alnx有极值,则实数a的取值范围是________.
9.若函数f(x)=x2+(a-1)x-alnx存在唯一的极值,且此极值不小于1,则实数a的取值范围为________.
10.已知函数f(x)=xlnx+mex(e为自然对数的底数)有两个极值点,则实数m的取值范围是__________.
11.已知函数f(x)=xln x-ax2-2x有两个极值点,则实数a的取值范围是________.
12.已知函数f(x)=-a.若f(x)有两个零点,则实数a的取值范围是( )
A.[0,1) B.(0,1) C. D.
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