创新设计（浙江专用）高考数学二轮复习 专题一 函数与导数、不等式 第3讲 导数与函数的单调性、极值、最值问题课件.ppt

第3讲导数与函数的单调性 极值 最值问题 高考定位常以指数 对数式为载体 考查函数单调性的求法或讨论 以及考查函数极值 最值的求法 综合考查与范围有关的问题 真题感悟 考点整合 1 导数与函数的单调性 1 函数单调性的判定方法 设函数y f x 在某个区间内可导 如果f x 0 则y f x 在该区间为增函数 如果f x 0 则y f x 在该区间为减函数 2 函数单调性问题包括 求函数的单调区间 常常通过求导 转化为解方程或不等式 常用到分类讨论思想 利用单调性证明不等式或比较大小 常用构造函数法 2 极值的判别方法 当函数f x 在点x0处连续时 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 也就是说x0是极值点的充分条件是点x0两侧导数异号 而不是f x 0 此外 函数不可导的点也可能是函数的极值点 而且极值是一个局部概念 极值的大小关系是不确定的 即有可能极大值比极小值小 3 闭区间上函数的最值 在闭区间上连续的函数 一定有最大值和最小值 其最大值是区间的端点处的函数值和在这个区间内函数的所有极大值中的最大者 最小值是区间端点处的函数值和在这个区间内函数的所有极小值中的最小者 热点一利用导数研究函数的单调性 微题型1 求解含参函数的单调区间 1 若a 0 求曲线y f x 在点 1 f 1 处的切线方程 2 讨论函数f x 的单调性 探究提高讨论函数的单调性其实质就是讨论不等式的解集的情况 大多数情况下 这类问题可以归结为一个含有参数的一元二次不等式的解集的讨论 常需依据以下标准分类讨论 1 二次项系数为0 为正 为负 目的是讨论开口方向 2 判别式的正负 目的是讨论对应二次方程是否有解 3 讨论两根差的正负 目的是比较根的大小 4 讨论两根与定义域的关系 目的是根是否在定义域内 另外 需优先判断能否利用因式分解法求出根 微题型2 已知函数的单调区间求参数范围 例1 2 已知a r 函数f x x2 ax ex x r e为自然对数的底数 1 当a 2时 求函数f x 的单调递增区间 2 若函数f x 在 1 1 上单调递增 求a的取值范围 3 函数f x 是否为r上的单调函数 若是 求出a的取值范围 若不是 请说明理由 探究提高 1 已知函数的单调性 求参数的取值范围 应用条件f x 0 或f x 0 x a b 恒成立 解出参数的取值范围 一般可用不等式恒成立的理论求解 应注意参数的取值是f x 不恒等于0的参数的范围 2 可导函数f x 在某个区间d内单调递增 或递减 转化为恒成立问题时 常忽视等号这一条件 导致与正确的解法擦肩而过 注意 这里 一定不能省略 1 当a 0时 求曲线y f x 在点 e f e 处的切线方程 e 2 718 2 求函数f x 的单调区间 热点二利用导数研究函数的极值 例2 2015 山东卷 设函数f x ln x 1 a x2 x 其中a r 1 讨论函数f x 极值点的个数 并说明理由 2 若 x 0 f x 0成立 求a的取值范围 所以当x 1 x1 时 g x 0 f x 0 函数f x 单调递增 当x x1 x2 时 g x 0 f x 0 函数f x 单调递减 当x x2 时 g x 0 f x 0 函数f x 单调递增 因此函数有两个极值点 当a 0时 0 由g 1 1 0 可得x1 1 当x 1 x2 时 g x 0 f x 0 函数f x 单调递增 当x x2 时 g x 0 f x 0 函数f x 单调递减 所以函数有一个极值点 综上所述 当a 0时 函数f x 有一个极值点 探究提高极值点的个数 一般是使f x 0方程根的个数 一般情况下导函数若可以化成二次函数 我们可以利用判别式研究 若不是 我们可以借助导函数的性质及图象研究 训练2 设函数f x ax3 2x2 x c 1 当a 1 且函数图象过 0 1 时 求函数的极小值 2 若f x 在r上无极值点 求a的取值范围 热点三利用导数研究函数的最值 例3 2016 杭州质检 已知a r 函数f x x3 3x2 3ax 3a 3 1 求曲线y f x 在点 1 f 1 处的切线方程 2 当x 0 2 时 求 f x 的最大值 解 1 由题意得f x 3x2 6x 3a 故f 1 3a 3 又f 1 1 所以所求的切线方程为y 3a 3 x 3a 4 2 由于f x 3 x 1 2 3 a 1 0 x 2 故 当a 0时 有f x 0 此时f x 在 0 2 上单调递减 探究提高含参数的函数的极值 最值 问题常在以下情况下需要分类讨论 1 导数为零时自变量的大小不确定需要讨论 2 导数为零的自变量是否在给定的区间内不确定需要讨论 3 端点处的函数值和极值大小不确定需要讨论 4 参数的取值范围不同导致函数在所给区间上的单调性的变化不确定需要讨论 训练3 已知函数f x xlnx 1 如果一个函数具有相同单调性的区间不止一个 这些单调区间不能用 连接 而只能用逗号或 和 字隔开 2 可导函数在闭区间 a b 上的最值 就是函数在该区间上的极值及端点值中的最大值与最小值 3 可导函数极值的理解 1 函数在定义域上的极大值与极小值的大小关系不确定 也有可能极小值大于极大值 2 对于可导函数f x f x 在x x0处的导数f x0 0 是 f x 在x x0处取得极值 的必要不充分条件 3 注意导函数的图象与原函数图象的关系 导函数由正变负的零点是原函数的极大值点 导函数由负变正的零点是原函数的极小值点 4 求函数的单调区间时 若函数的导函数中含有带参数的有理因式 因式根的个数 大小 根是否在定义域内可