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文档简介

5.3.2函数的极值与导数(二)学习目标1.能根据极值点与极值的情况求参数范围.2.会利用极值解决方程的根与函数图象的交点个数问题.问题导学1.极小值点与极小值(1)特征: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

,并且f′(a)=0.(2)符号:在点x=a附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0.(3)结论: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.小2.极大值点与极大值(1)特征: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

,并且f′(b)=0.(2)符号:在点x=b附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0.(3)结论: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.大3.用导数求函数极值的步骤(1)确定函数的定义域;(2)求函数y=f(x)的导数f′(x);(3)求出方程f′(x)=0在定义域内的所有实根,并将定义域分成若干个子区间;(4)以表格形式检查f′(x)=0的所有实根两侧的f′(x)是否异号,若异号则是极值点,否则不是极值点.题型探究类型一由极值的存在性求参数的范围解析

f′(x)=x2-2x+a,由题意,得方程x2-2x+a=0有两个不同的实数根,所以Δ=4-4a>0,解得a<1.(-∞,1)(2)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A.(-∞,0) B.C.(0,1) D.(0,+∞)√解析

∵f(x)=x(lnx-ax),∴f′(x)=lnx-2ax+1,且f(x)有两个极值点,∴f′(x)在(0,+∞)上有两个不同的零点,∴g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,又∵当x→0时,g(x)→-∞,当x→+∞时,g(x)→0,而g(x)max=g(1)=1,解

f′(x)=x2-2x+a,由题意得f′(-1)=1+2+a=0,解得a=-3,则f′(x)=x2-2x-3,经验证可知,f(x)在x=-1处取得极大值.引申探究1.若本例(1)中函数的极大值点是-1,求a的值.解

由题意,得方程x2-2x+a=0有两个不等正根,设为x1,x2,2.若本例(1)中函数f(x)有两个极值点,均为正值,求a的取值范围.故a的取值范围是(0,1).反思与感悟函数的极值与极值点的情况应转化为方程f′(x)=0根的问题.当0<x<1时,f′(x)>0,当x>1时,f′(x)<0.∴f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,∴函数f(x)在x=1处取得极大值.类型二利用函数极值解决函数零点问题∴f′(x)=x2-4=(x+2)(x-2).令f′(x)=0,得x=2或x=-2.当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:x(-∞,-2)-2(-2,2)2(2,+∞)f′(x)+0-0+f(x)↗极大值↘极小值↗且f(x)在(-∞,-2)上单调递增,在(-2,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增.根据函数单调性、极值情况,它的图象大致如图所示,解

由f(x)=x3-6x2+9x+3,可得f′(x)=3x2-12x+9,则由题意可得x3-6x2+9x+3=x2+x+3+m有三个不相等的实根,即g(x)=x3-7x2+8x-m的图象与x轴有三个不同的交点.∵g′(x)=3x2-14x+8=(3x-2)(x-4),当x变化时,g(x),g′(x)的变化情况如下表:x4(4,+∞)g′(x)+0-0+g(x)↗极大值↘极小值↗反思与感悟利用导数可以判断函数的单调性,研究函数的极值情况,并能在此基础上画出函数的大致图象,从直观上判断函数图象与x轴的交点或两个函数图象的交点的个数,从而为研究方程根的个数问题提供了方便.跟踪训练2若2ln(x+2)-x2-x+b=0在区间[-1,1]上恰有两个不同的实数根,求实数b的取值范围.解

令g(x)=2ln(x+2)-x2-x+b,当x变化时,g′(x),g(x)的变化情况如下表:x(-2,0)0(0,+∞)g′(x)+0-g(x)↗极大值↘由上表可知,函数在x=0处取得极大值,极大值为g(0)=2ln2+b.故实数b的取值范围是(-2ln2,2-2ln3].达标检测123451.下列四个函数中,能在x=0处取得极值的函数是①y=x3;②y=x2+1;③y=|x|;④y=2x.A.①② B.②③C.③④ D.①③√解析

①④为单调函数,无极值.2.函数f(x)=ax3+bx在x=1处有极值-2,则a,b的值分别为A.1,-3 B.1,3C.-1,3 D.-1,-3√解析

∵f′(x)=3ax2+b,由题意知f′(1)=0,f(1)=-2,123453.已知函数f(x)=x3+ax2+(a+6)x+1有极大值和极小值,则a的取值范围为A.(-1,2) B.(-3,6)C.(-∞,-1)∪(2,+∞) D.(-∞,-3)∪(6,+∞)解析

f′(x)=3x2+2ax+a+6.因为函数f(x)既有极大值又有极小值,所以Δ=(2a)2-4×3×(a+6)>0,解得a>6或a<-3.12345√4.若函数f(x)=x3-3ax+1在区间(0,1)内有极小值,则a的取值范围为_____.(0,1)解析

f′(x)=3x2-3a.当a≤0时,在区间(0,1)上无极值.12345123455.已知函数f(x)=x3-12x+4,讨论方程f(x)=m的解的个数.解

由题意知,f′(x)=3x2-12=3(x-2)(x+2).当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:所以f(x)极小值=f(2)=-12,f(x)极大值=f(-2)=20.又因为f(x)的定义域是R,画出函数图象(图略),所以当m>20或m<-12时,方程f(x)=m有一个解;当m=20或m=-12时,方程f(x)=m有两个解;当-12<m<20时,方程f(x)=m有三个解.x(-∞,-2)-2(-2,2)2(2,+∞)f′(x)+0-0+f(x)↗极大值↘极小值↗123451.研究方程根的问题可以转化为研究相应函数的图象问题,一般地,方程f

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