高中數(shù)學函數(shù)的極值與導數(shù)蘇教版選修1-1ppt課件

1、函數(shù)的極值與導數(shù)函數(shù)的極值與導數(shù)aby=f(x)xoyy=f(x)xoyabf (x)0f (x)0,那么函數(shù)那么函數(shù)y=f(x) 在為這個區(qū)間內(nèi)在為這個區(qū)間內(nèi) 的增函數(shù)的增函數(shù);如果在這個區(qū)間內(nèi)如果在這個區(qū)間內(nèi)f/（x）0 0 得得f(x)f(x)的單的單調(diào)遞增區(qū)間調(diào)遞增區(qū)間; ; 解不等式解不等式 f/f/（x x）0 0 右側右側 f/(x)0 , 那么那么f(x0)是極大值是極大值; (2):如果在如果在x0附近的左側附近的左側 f/(x)0 , 那么那么f(x0)是極小值是極小值.解方程解方程f/(x)=0.當當f/(x)=0時時: x(-,-a) -a(-a,0) (0,a) a(

2、a,+) f(x) + 0 - - 0 + f(x) 極大值極大值-2a 極小值極小值2a 故當故當x=-a時時,f(x)有極大值有極大值f(-a)=-2a;當當x=a時時,f(x)有極有極小值小值f(a)=2a.例例2:求函數(shù)求函數(shù) 的極值的極值.)0()(2 axaxxf解解:函數(shù)的定義域為函數(shù)的定義域為),0()0 ,( .)(1)(222xaxaxxaxf 令令 ,解得解得x1=-a,x2=a(a0).0)( xf當當x變化時變化時, ,f(x)的變化情況如下表的變化情況如下表:)(xf 練習練習1:求函數(shù)求函數(shù) 的極值的極值.216xxy 解解:.)1 ()1 ( 6222xxy 令

3、令 =0,解得解得x1=-1,x2=1.y 當當x變化時變化時, ,y的變化情況如下表的變化情況如下表:y x(-,-1) -1(-1,1) 1 (2,+) y - 0 + 0 - y 極大值極大值-3 極小值極小值3 因而因而,當當x=-1時有極大值時有極大值,并且并且,y極大值極大值=3;而而,當當x=1時有極小值時有極小值,并且并且,y極小值極小值=- 3.例例3:已知函數(shù)已知函數(shù)f(x)=-x3+ax2+b. (1)若函數(shù)若函數(shù)f(x)在在x=0,x=4處取得極值處取得極值,且極小且極小值為值為-1, 求求a、b的值的值. (2)假設假設 ,函數(shù)函數(shù)f(x)圖象上的任意一點圖象上的任意

4、一點的切線斜的切線斜 率為率為k,試討論試討論k-1成立的充要條件成立的充要條件 . 1 , 0 x解解:(1)由由 得得x=0或或x=4a/3.故故4a/3=4, a=6.023)(2 axxxf由于當由于當x0時時, 故當故當x=0時時,f(x)達到極小值達到極小值f(0)=b,所以所以b=-1. 0)(, 0)( xfxf(2)等價于當?shù)葍r于當 時時,-3x2+2ax-1恒成立恒成立,即即g(x)= 3x2-2ax-10對一切對一切 恒成立恒成立. 1 , 0 x 1 , 0 x由于由于g(0)=-10,故只需故只需g(1)=2-2a0,即即a1.反之反之,當當a1時時,g(x)0對一切

5、對一切 恒成立恒成立. 1 , 0 x所以所以,a1是是k-1成立的充要條件成立的充要條件. 例例4:已知已知f(x)=ax5-bx3+c在在x= 1處有極值處有極值,且極且極大值為大值為 4,極小值為極小值為0.試確定試確定a,b,c的值的值. 解解:).35(35)(2224baxxbxaxxf 由題意由題意, 應有根應有根 ,故故5a=3b,于是于是:10)( xxf).1(5)(22 xaxxf(1)設設a0,列表如下列表如下: x -1 (-1,1) 1 + 0 0 + f(x) 極大極大值值 極小極小值值 )(xf )1,( ), 1( 由表可得由表可得 ,即即 . 04) 1 (

6、0) 1(4cbacbaff又又5a=3b,解得解得a=3,b=5,c=2.(2)設設a0,列表如下列表如下: x -1 (-1,1) 1 - 0 0 0 - f(x) 極小值極小值 極大值極大值 )1,( ), 1( )(xf 由表可得由表可得 ,即即 . 04) 1(0) 1 (4cbacbaff又又5a=3b,解得解得a=-3,b=-5,c=2.練習練習1:已知函數(shù)已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+a2在在x=1處有極值為處有極值為 10,求求a、b的值的值.解解: =3x2+2ax+b=0有一個根有一個根x=1,故故3+2a+b=0.)(xf 又又f(1)=10,故故1+a+b+a

7、2=10.由由、解得解得 或或.33114 baba當當a=-3,b=3時時, ,此時此時f(x)在在x=1處無處無極值極值,不合題意不合題意.0) 1( 3)(2 xxf當當a=4,b=-11時時,).1)(113(1183)(2 xxxxxf-3/11x1時時, ,此時此時x=1是極是極值點值點.0)(0)( xfxf從而所求的解為從而所求的解為a=4,b=-11.第二課時第二課時一、復習一、復習: :1.設函數(shù)設函數(shù)y=f(x)在在x0及其附近有定義及其附近有定義,如果如果f(x0)的值比的值比x0 附近所有各點的函數(shù)值都大附近所有各點的函數(shù)值都大,我們說我們說f(x0)是函數(shù)是函數(shù)y=

8、f(x) 的一個極大值的一個極大值;如果如果f(x0)的值比的值比x0附近所有各點的函附近所有各點的函 數(shù)值都小數(shù)值都小,我們說我們說f(x0)是函數(shù)是函數(shù)y=f(x)的一個極小值的一個極小值.極極 大值與極小值統(tǒng)稱極值大值與極小值統(tǒng)稱極值.2.當函數(shù)當函數(shù)f(x)在在x0處連續(xù)時處連續(xù)時,判別判別f(x0)是極大是極大(小小)值的方值的方 法是法是: (1):如果在如果在x0附近的左側附近的左側 右側右側 那么那么,f(x0)是極大值是極大值;, 0)(, 0)( xfxf (2):如果在如果在x0附近的左側附近的左側 右側右側 那么那么,f(x0)是極小值是極小值., 0)(, 0)( x

9、fxf3.理解函數(shù)極值的定義時應注意以下幾點理解函數(shù)極值的定義時應注意以下幾點:(1)函數(shù)的極值是一個局部性的概念函數(shù)的極值是一個局部性的概念,極值點是區(qū)間內(nèi)極值點是區(qū)間內(nèi) 部的點而不會是端點部的點而不會是端點.(2)若若f(x)在某區(qū)間內(nèi)有極值在某區(qū)間內(nèi)有極值,那么那么f(x)在某區(qū)間內(nèi)一定在某區(qū)間內(nèi)一定 不是單調(diào)函數(shù)不是單調(diào)函數(shù),即在區(qū)間上單調(diào)的函數(shù)沒有極值即在區(qū)間上單調(diào)的函數(shù)沒有極值.(3)極大值與極小值沒有必然的大小關系極大值與極小值沒有必然的大小關系,即極大值不即極大值不 一定比極小值大一定比極小值大,極小值不一定比極大值小極小值不一定比極大值小.(4)函數(shù)函數(shù)f(x)在某區(qū)間內(nèi)有極

10、值在某區(qū)間內(nèi)有極值,它的極值點的分布是它的極值點的分布是 有規(guī)律的有規(guī)律的,相鄰兩個極大值點之間必有一個極小值相鄰兩個極大值點之間必有一個極小值 點點,同樣相鄰兩個極小值點之間必有一個極大值點同樣相鄰兩個極小值點之間必有一個極大值點. 一般地一般地,當函數(shù)當函數(shù)f(x)在某區(qū)間上連續(xù)且有有限極值在某區(qū)間上連續(xù)且有有限極值 點時點時,函數(shù)函數(shù)f(x)在該區(qū)間內(nèi)的極大值點與極小值點在該區(qū)間內(nèi)的極大值點與極小值點 是交替出現(xiàn)的是交替出現(xiàn)的.(5)導數(shù)為零的點是該點為極值點的必要條件導數(shù)為零的點是該點為極值點的必要條件,而不是而不是 充分條件充分條件.(6)極值只能在函數(shù)不可導的點或?qū)?shù)為零的點取到極

11、值只能在函數(shù)不可導的點或?qū)?shù)為零的點取到.4.確定函數(shù)的極值應從幾何直觀入手確定函數(shù)的極值應從幾何直觀入手,理解可導函數(shù)在理解可導函數(shù)在 其定義域上的單調(diào)性與函數(shù)極值的相互關系其定義域上的單調(diào)性與函數(shù)極值的相互關系,掌握利掌握利 用導數(shù)判斷函數(shù)極值的基本方法用導數(shù)判斷函數(shù)極值的基本方法.例例1:已知函數(shù)已知函數(shù) f(x)滿足條件滿足條件:當當x2時時, ;當當 x2,由條件由條件可知可知 ,即即:2 x0)(2 xf; 02)()(2 xxfxg當當 時時,x20,0)( xf故故 有不相等的兩實根有不相等的兩實根、,設設.0)( xf又設又設g(x)=-ax2-2bx+a, 由于由于-a0,g(x)的圖象開口的圖象開口向下向下,g(x)的值在的值在的右正左負的右正左負,在在的左正右負的左正右負.注意到注意到 與與g(x)的符號相同的符號相同,可知可知為極小值點為極小值點,為極大值點為極大值點.)(xf (2)由