导数在研究函数中的应用ppt
应用导数研究三次函数课件
知识点2 切线条数 切点的个数
数学思想方法 数形结合，特殊与一般，化归转化
思考
一般情形的证明
对于对称问题，在函数中讲到了很 多，你能用所学知识证明一般三次函数 f (x) ax3 bx2 cx d (a 0) 的对称中心 是 ( b , f ( b ))的这个结论吗？
3a 3a
g(x) x3 3x2 2x 1 (1,1)
x y20
过对称中心的切线只有1条
上下区域 1条
左右区域 3条
切线上（除对称中心） 2条
曲线上（除对称中心） 2条
一般情形
小结
知识点1 对称中心
三次函数有唯一的对称中心，对称中心的横 坐标与其导函数顶点的横坐标相同. ( b , f ( b ))
应用导数研究三次函数
图像的对称性及切线条数
湖北省黄冈中学 袁小幼
函数 y x3图像的对称性
函数 y 的x3图像关于（0，0）对称.
三次函数的图像有唯一的对称中心，对称中 心的横坐标与其导函数顶点的横坐标相同.
一般三次函数图像的对称性
三次函数 f (x) ax3 bx2 cx d (a 0)图像 的对称中心是什么?
f (x) 3ax2 2bx c 3a(x b )2 c b2
3a
3a
( b , f ( b )) 3a 3a
三次函数在对称中心处的切线
函数 g(x) x3 3x2 2x 1 过对称中心 (1,数图像切线条数的探究
同样的，你能证明切线条数的一般 性结论吗？
谢 谢！
第21讲 利用导数研究函数的单调性(解析版)
第21讲 利用导数研究函数的单调性【基础知识回顾】1. 利用导数研究函数的单调性在某个区间(a ，b)内，如果f′(x)≥0且在(a ，b)的任意子区间上不恒为0，那么函数y ＝f(x)在这个区间内单调递增；如果f′(x)≤0且在(a ，b)的任意子区间上不恒为0，那么函数y ＝f(x)在这个区间内单调递减．2. 判定函数单调性的一般步骤 (1)确定函数y ＝f(x)的定义域； (2)求导数f′(x)；(3)在函数f(x)的定义域内解不等式f′(x)>0或f′(x)<0； (4)根据(3)的结果确定函数的单调区间． 3. 已知函数单调性求参数的值或参数的范围 (1)函数y ＝f(x)在区间(a ，b)上单调递增，可转化为f ′(x)≥0在(a ，b)上恒成立，且在(a ，b)的任意子区间上不恒为_0；也可转化为(a ，b)⊆增区间．函数y ＝f(x)在区间(a ，b)上单调递减，可转化为f′(x)≤0在(a ，b)上恒成立，且在(a ，b)的任意子区间上不恒为_0；也可转化为(a ，b)⊆减区间．(2)函数y ＝f(x)的增区间是(a ，b)，可转化为(a ，b)＝增区间，也可转化为f′(x)＞0的解集是(a ，b)；函数y ＝f(x)的减区间是(a ，b)，可转化为(a ，b)＝减区间，也可转化为a ，b 是f′(x)＝0的两根．1、.函数f (x )＝3＋x ln x 的单调递减区间是( ) A.⎝⎛⎭⎫1e ，e B.⎝⎛⎭⎫0，1e C.⎝⎛⎭⎫－∞，1eD.⎝⎛⎭⎫1e ，＋∞【答案】 B【解析】因为函数f (x )的定义域为(0，＋∞)，且f ′(x )＝ln x ＋x ·1x ＝ln x ＋1，令f ′(x )＜0，解得0＜x ＜1e，故f (x )的单调递减区间是⎝⎛⎭⎫0，1e . 2、函数f(x)＝ax 3＋bx 2＋cx ＋d 的图像如图，则函数y ＝ax 2＋32bx ＋c3的单调递增区间是( )第2题图A . (－∞，－2]B . ⎣⎡⎭⎫12，＋∞ C . [)－2，3 D . ⎣⎡⎭⎫98，＋∞【答案】D【解析】 由题图可知d ＝0. 不妨取a ＝1，∵f(x)＝x 3＋bx 2＋cx ，∴f ′(x)＝3x 2＋2bx ＋c. 由图可知f′(－2)＝0，f ′(3)＝0，∴12－4b ＋c ＝0，27＋6b ＋c ＝0，∴b ＝－32，c ＝－18. ∴y ＝x 2－94x －6，y ′＝2x －94. 当x ＞98时，y ′＞0，∴y ＝x 2－94x －6的单调递增区间为[98，＋∞).故选D .3、函数f (x )＝ln x －ax (a >0)的单调递增区间为( ) A.⎝⎛⎭⎫0，1a B.⎝⎛⎭⎫1a ，＋∞ C.⎝⎛⎭⎫－∞，1a D ．(－∞，a )【答案】A【解析】 由f ′(x )＝1x －a >0，x >0，得0<x <1a .∴f (x )的单调递增区间为⎝⎛⎭⎫0，1a . 4、若函数f (x )＝x 2－e x －ax 在R 上存在单调递增区间，则实数a 的取值范围是________. 【答案】 (－∞，2ln 2－2)【解析】 ∵函数f (x )＝x 2－e x －ax 在R 上存在单调递增区间，∴f ′(x )＝2x －e x －a ＞0，即a ＜2x －e x 有解.设g (x )＝2x －e x ，则g ′(x )＝2－e x ，令g ′(x )＝0，得x ＝ln 2，则当x ＜ln 2时，g ′(x )＞0，g (x )单调递增，当x ＞ln 2时，g ′(x )＜0，g (x )单调递减，∴当x ＝ln 2时，g (x )取得极大值也是最大值，且g (x )max ＝g (ln 2)＝2ln 2－2，∴a ＜2ln 2－2.考向一 求函数的单调区间例1、求下列函数的单调区间：(1)f(x)＝x 3－12x 2－2x ＋3；(2)g(x)＝x 2－2ln x.【解析】 (1)∵f′(x)＝3x 2－x －2＝(3x ＋2)(x －1)，定义域为R ，∴当f ′(x )>0时，x ∈⎝⎛⎭⎫－∞，－23∪(1，＋∞)；当f ′(x )＜0时，x ∈⎝⎛⎭⎫－23，1. ∴函数的单调增区间为⎝⎛⎭⎫－∞，－23和(1，＋∞)，单调减区间为⎝⎛⎭⎫－23，1. (2)g ′(x )＝2x －2x ＝2（x ＋1）（x －1）x，定义域为(0，＋∞)，令g ′(x )＝0，解得：x ＝1或x ＝－1(舍去)，列表：x (0，1) 1 (1，＋∞) g ′(x ) － 0＋ g (x ) 减 极小值 增变式1、（1）下列函数中，在(0，＋∞)内为增函数的是( ) A.f (x )＝sin 2x B.f (x )＝x e x C.f (x )＝x 3－xD.f (x )＝－x ＋ln x【答案】 B【解析】 由于x ＞0，对于A ，f ′(x )＝2cos 2x ，f ′⎝⎛⎭⎫π3＝－1＜0，不符合题意； 对于B ，f ′(x )＝(x ＋1)e x ＞0，符合题意；对于C ，f ′(x )＝3x 2－1，f ′⎝⎛⎭⎫13＝－23＜0，不符合题意； 对于D ，f ′(x )＝－1＋1x ，f ′(2)＝－12＜0，不符合题意.(2)函数f (x )＝2x 2－ln x 的单调递减区间是( ) A.⎝⎛⎭⎫－12，12 B.⎝⎛⎭⎫12，＋∞ C.⎝⎛⎭⎫0，12 D.⎝⎛⎭⎫－∞，－12∪⎝⎛⎭⎫12，＋∞ 【答案】 C【解析】 ∵函数f (x )＝2x 2－ln x ，∴f ′(x )＝4x －1x ＝4x 2－1x＝4⎝⎛⎭⎫x －12⎝⎛⎭⎫x ＋12x.由f ′(x )＜0，解得0＜x ＜12，∴函数的单调递减区间是⎝⎛⎭⎫0，12. （3）.已知定义在区间(－π，π)上的函数f (x )＝x sin x ＋cos x ，则f (x )的递增区间是________. 【答案】 ⎝⎛⎭⎫－π，－π2和⎝⎛⎭⎫0，π2 【解析】 f ′(x )＝sin x ＋x cos x －sin x ＝x cos x . 令f ′(x )＝x cos x >0，则其在区间(－π，π)上的解集为⎝⎛⎭⎫－π，－π2∪⎝⎛⎭⎫0，π2，即f (x )的单调递增区间为⎝⎛⎭⎫－π，－π2和⎝⎛⎭⎫0，π2.变式2、（1）函数f(x)＝x 3－15x 2－33x ＋6的单调减区间为__ __．（2） 函数f(x)＝1＋x －sin x 在(0，2π)上的单调情况是__ __．（3）已知a<0，函数f(x)＝x 3＋ax 2－a 2x ＋2的单调递减区间是__ ．【解析】（1）由f(x)＝x 3－15x 2－33x ＋6得f ′(x)＝3x 2－30x －33，令f′(x)<0，即3(x －11)(x ＋1)＜0，解得－1<x<11，∴函数f(x)的单调减区间为(－1，11)． （2） f′(x)＝1－cos x>0在(0，2π)上恒成立，∴f(x)单调递增．（3）f′(x)＝3x 2＋2ax －a 2＝(3x －a)(x ＋a)，令f′(x)<0，得a3<x<－a ，∴减区间为⎝⎛⎭⎫a3，－a . 方法总结：1. 利用导数求函数f(x)的单调区间的一般步骤为：(1)确定函数f(x)的定义域；(2)求导函数f ′(x)；(3)在函数f(x)的定义域内解不等式f′(x)＞0和f′(x)<0；(4)根据(3)的结果确定函数f(x)的单调区间． 2. 利用导数求函数单调性，在对函数求导以后要对导函数进行整理并因式分解，方便后面求根和判断导函数的符号．考向二 给定区间求参数的范围例2、设函数()32132a f x x x bx c =-++，曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程为1y =. (1)求,bc 的值；(2)若0a >，求函数()f x 的单调区间；(3)设函数()()2g x f x x =+，且()g x 在区间(2,1)--内存在单调递减区间，求实数a 的取值范围．【解析】：(1)f ′(x )＝x 2－ax ＋b ，由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ f 0＝1，f ′0＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧c ＝1，b ＝0.(2)由(1)得，f ′(x )＝x 2－ax ＝x (x －a )(a >0)，当x ∈(－∞，0)时，f ′(x )>0；当x ∈(0，a )时，f ′(x )<0；当x ∈(a ，＋∞)时，f ′(x )>0. 所以函数f (x )的单调递增区间为(－∞，0)，(a ，＋∞)，单调递减区间为(0，a )． (3)g ′(x )＝x 2－ax ＋2，依题意，存在x ∈(－2，－1)，使不等式g ′(x )＝x 2－ax ＋2<0成立，即x ∈(－2，－1)时，a <(x ＋2x )max ＝－22，当且仅当x ＝2x 即x ＝－2时等号成立．所以满足要求的a 的取值范围是(－∞，－22)．变式1、已知g (x )＝2x ＋ln x －ax .(1)若函数g (x )在区间[1，2]内单调递增，求实数a 的取值范围； (2)若g (x )在区间[1，2]上存在单调递增区间，求实数a 的取值范围.【解析】(1)g (x )＝2x ＋ln x －ax (x >0)，g ′(x )＝2＋1x ＋ax2(x >0).∵函数g (x )在[1，2]上单调递增， ∴g ′(x )≥0在[1，2]上恒成立， 即2＋1x ＋ax 2≥0在[1，2]上恒成立，∴a ≥－2x 2－x 在[1，2]上恒成立， ∴a ≥(－2x 2－x )max ，x ∈[1，2]. 在[1，2]上，(－2x 2－x )max ＝－3， 所以a ≥－3.∴实数a 的取值范围是[－3，＋∞). (2)g (x )在[1，2]上存在单调递增区间， 则g ′(x )＞0在[1，2]上有解， 即a ＞－2x 2－x 在[1，2]上有解， ∴a ＞(－2x 2－x )min ，又(－2x 2－x )min ＝－10，∴a ＞－10.变式2、若函数f (x )＝x －13sin 2x ＋a sin x 在(－∞，＋∞)上单调递增，则a 的取值范围是( )A.[－1，1]B.⎣⎡⎦⎤－1，13C.⎣⎡⎦⎤－13，13D.⎣⎡⎦⎤－1，－13 【答案】 C【解析】 ∵f (x )＝x －13sin 2x ＋a sin x ，∴f ′(x )＝1－23cos 2x ＋a cos x ＝－43cos 2x ＋a cos x ＋53.由f (x )在R 上单调递增，则f ′(x )≥0在R 上恒成立. 令t ＝cos x ，t ∈[－1，1]， 则－43t 2＋at ＋53≥0，在t ∈[－1，1]上恒成立.∴4t 2－3at －5≤0在t ∈[－1，1]上恒成立. 令g (t )＝4t 2－3at －5，则⎩⎪⎨⎪⎧g （1）＝－3a －1≤0，g （－1）＝3a －1≤0.解之得－13≤a ≤13方法总结： 1.明晰导数概念及其几何意义在解题中的应用，强化方程的思想，培养基本运算能力．2. 辨析区间上单调和区间上存在单调区间的本质区别和处理策略的不同，提升参变分离和构造函数等解决问题的方法和技巧，感悟数学解题背后的思维和内涵．考向三 函数单调区间的讨论例3、已知函数．当时，讨论的单调性； 【解析】函数的定义域为.， 因为，所以， ①当，即时，由得或，由得， 所以在，上是增函数， 在上是减函数； ②当，即时，所以在上是增函数；③当，即时，由得或，由得，所以在，.上是增函数，在.上是减函 综上可知：当时在，上是单调递增，在上是单调递减； 当时，在.上是单调递增；当时在，上是单调递增，在上是单调递减. 变式1、讨论下列函数的单调性． (1)f (x )＝x －a ln x ； (2)g (x )＝13x 3＋ax 2－3a 2x .【解析】 (1)f (x )的定义域为(0，＋∞)， f ′(x )＝1－a x ＝x －ax ，令f ′(x )＝0，得x ＝a ，①当a ≤0时，f ′(x )>0在(0，＋∞)上恒成立， ∴f (x )在(0，＋∞)上单调递增． ②当a >0时，x ∈(0，a )时，f ′(x )<0，()()11ln f x x m x m R x x ⎛⎫=+-+∈ ⎪⎝⎭1m ()f x ()f x (0,)+∞'21()1m m f x x x -=+-2221(1)[(1)]x mx m x x m x x -+----==1m 10m ->011m <-<12m <<()0f x '>1x >1x m <-()0f x '<11m x -<<()f x ()0,1m -()1,+∞()1,1m -11m -=2m =()0f x '≥()f x ()0,∞+11m ->2m >()0f x '>1x m >-1x <()0f x '<11x m <<-()f x ()0,1()1,m -+∞()1,1m -12m <<()f x ()0,1m -()1,+∞()1,1m -2m =()f x ()0,∞+2m >()f x ()0,1()1,m -+∞()1,1m -x ∈(a ，＋∞)时，f ′(x )>0，∴f (x )在(0，a )上单调递减，在(a ，＋∞)上单调递增． 综上，当a ≤0时，f (x )在(0，＋∞)上单调递增，当a >0时，f (x )在(0，a )上单调递减，在(a ，＋∞)上单调递增． (2)g (x )的定义域为R ，g ′(x )＝x 2＋2ax －3a 2＝(x ＋3a )(x －a )， 当a ＝0时，g ′(x )≥0， ∴g (x )在R 上单调递增． 当a >0时，x ∈(－∞，－3a )∪(a ，＋∞)时，g ′(x )>0，g (x )单调递增， x ∈(－3a ，a )时，g ′(x )<0，g (x )单调递减． 当a <0时，x ∈(－∞，a )∪(－3a ，＋∞)时，g ′(x )>0，g (x )单调递增， x ∈(a ，－3a )时，g ′(x )<0，g (x )单调递减， 综上有a ＝0时，g (x )在R 上单调递增；a <0时，g (x )在(－∞，a )，(－3a ，＋∞)上单调递增，在(a ，－3a )上单调递减； a >0时，g (x )在(－∞，－3a )，(a ，＋∞)上单调递增，在(－3a ，a )上单调递减． 变式2、已知函数f (x )＝x －2x ＋a (2－ln x )，a >0.讨论f (x )的单调性．【解析】 由题知，f (x )的定义域是(0，＋∞)， f ′(x )＝1＋2x 2－a x ＝x 2－ax ＋2x 2，设g (x )＝x 2－ax ＋2， g (x )＝0的判别式Δ＝a 2－8.①当Δ<0，即0<a <22时，对一切x >0都有f ′(x )>0.此时f (x )在(0，＋∞)上单调递增． ②当Δ＝0，即a ＝22时，仅对x ＝2， 有f ′(x )＝0，对其余的x >0都有f ′(x )>0. 此时f (x )在(0，＋∞)上单调递增．③当Δ>0，即a >22时，方程g (x )＝0有两个不同的实根， x 1＝a －a 2－82，x 2＝a ＋a 2－82，0<x 1<x 2.当x 变化时，f ′(x )，f (x )的变化情况如下表：x (0，x 1) x 1 (x 1，x 2) x 2 (x 2，＋∞)f ′(x )＋－＋f (x )单调递增 极大值 单调递减 极小值 单调递增此时f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0，a －a 2－82上单调递增，在⎝ ⎛⎭⎪⎫a －a 2－82，a ＋a 2－82上单调递减， 在⎝ ⎛⎭⎪⎫a ＋a 2－82，＋∞上单调递增．方法总结： 对含参函数的合理分类，关键是找到引起分类讨论的原因．2. 会对函数进行准确求导，求导以后进行整理并因式分解，其中能否因式分解、每个因式系数的正负、根的大小等都是引起分类讨论的原因．考向四 构造函数研究单调性例4、(1)设函数f (x )在R 上的导函数为f ′(x )，且2f (x )＋xf ′(x )>x 2，则下列不等式在R 上恒成立的是( )A ．f (x )>0B ．f (x )<0C ．f (x )>xD ．f (x )<x(2)已知定义域为{x |x ≠0}的偶函数f (x )，其导函数为f ′(x )，对任意正实数x 满足xf ′(x )>－2f (x )，若g (x )＝x 2f (x )，则不等式g (x )<g (1)的解集是( )A ．(－∞，1)B ．(－1,1)C ．(－∞，0)∪(0,1)D ．(－1,0)∪(0,1)【答案】 (1)A (2)D【解析】(1)法一：令g (x )＝x 2f (x )－14x 4，则g ′(x )＝2xf (x )＋x 2f ′(x )－x 3＝x [2f (x )＋xf ′(x )－x 2]，当x >0时，g ′(x )>0，∴g (x )>g (0)， 即x 2f (x )－14x 4>0，从而f (x )>14x 2>0；当x <0时，g ′(x )<0，∴g (x )>g (0)， 即x 2f (x )－14x 4>0，从而f (x )>14x 2>0；当x ＝0时，由题意可得2f (0)>0，∴f (0)>0. 综上可知，f (x )>0.法二：∵2f (x )＋xf ′(x )>x 2，∴令x ＝0，则f (0)>0，故可排除B 、D ，不妨令f (x )＝x 2＋0.1，则已知条件2f (x )＋xf ′(x )>x 2成立，但f (x )>x 不一定成立，故C 也是错误的，故选A.(2)∵f (x )是定义域为{x |x ≠0}的偶函数， ∴f (－x )＝f (x )．对任意正实数x 满足xf ′(x )>－2f (x )， ∴xf ′(x )＋2f (x )>0. ∵g (x )＝x 2f (x )，∴g (x )也是偶函数，当x ∈(0，＋∞)时，g ′(x )＝2xf (x )＋x 2f ′(x )>0. ∵g (x )在(0，＋∞)上单调递增， ∴g (x )在(－∞，0)递减． 若g (x )<g (1)，则|x |<1(x ≠0)， 解得0<x <1或－1<x <0.故g (x )<g (1)的解集是(－1,0)∪(0,1)． 变式1、已知定义在上的函数的导函数为，且，，则下列判断中正确的是( )A ．B ．C ．D ． 【答案】CD 【解析】令，，则， 因为， 所以在上恒成立， 因此函数在上单调递减， 因此，即，即，故A 错；又，所以，所以在上恒成立， 0,2π⎡⎫⎪⎢⎣⎭()f x ()f x '()00f =()cos ()sin 0f x x f x x '+<6624f f ππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ln 03f π⎛⎫> ⎪⎝⎭363f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭243f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()cos f x g x x =0,2x π⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭2()cos ()sin ()cos f x x f x x g x x '+'=()cos ()sin 0f x x f x x '+<2()cos ()sin ()0cos f x x f x x g x x '+'=<0,2π⎡⎫⎪⎢⎣⎭()()cos f x g x x =0,2π⎡⎫⎪⎢⎣⎭64g g ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭64cos cos64f f ππππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭>664f f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()00f =(0)(0)0cos0f g ==()()0cos f x g x x =≤0,2π⎡⎫⎪⎢⎣⎭因为，所以，故B 错； 又，所以，即，故C 正确；又，所以，即，故D 正确；故选：CD.变式2、设函数f ′(x )是奇函数f (x )(x ∈R )的导函数，f (－1)＝0，当x ＞0时，xf ′(x )－f (x )＜0，则使得f (x )＞0成立的x 的取值范围是________. 【答案】 (－∞，－1)∪(0，1)【解析】 因为f (x )(x ∈R )为奇函数，f (－1)＝0， 所以f (1)＝－f (－1)＝0. 当x ≠0时，令g (x )＝f （x ）x ，则g (x )为偶函数，g (1)＝g (－1)＝0. 则当x ＞0时，g ′(x )＝⎣⎡⎦⎤f （x ）x ′＝xf ′（x ）－f （x ）x 2＜0，故g (x )在(0，＋∞)上单减，在(－∞，0)上单增.所以在(0，＋∞)上，当0＜x ＜1时，g (x )＞g (1)＝0，得f （x ）x ＞0，所以f (x )＞0；在(－∞，0)上，当x ＜－1时，由g (x )＜g (－1)＝0，得f （x ）x＜0，所以f (x )＞0. 综上知，使得f (x )＞0成立的x 的取值范围是(－∞，－1)∪(0，1).变式3、设f (x )，g (x )分别是定义在R 上的奇函数和偶函数，当x ＜0时，f ′(x )g (x )＋f (x )g ′(x )＞0，且g (－3)＝0，则不等式f (x )g (x )＜0的解集为________. 【答案】 (－∞，－3)∪(0，3) 【解析】 f ′(x )g (x )＋f (x )g ′(x )＞0⇔ [f (x )g (x )]′＞0，所以函数y ＝f (x )g (x )在(－∞，0)上单调递增. 又由题意知函数y ＝f (x )g (x )为奇函数，所以其图象关于原点对称，且过点(－3，0)，(3，0).ln0,32ππ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭ln 03f π⎛⎫< ⎪⎝⎭63g g ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭63cos cos 63f f ππππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭>363f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭43g g ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭43cos cos43f f ππππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭>243f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭数形结合可求得不等式f (x )g (x )＜0的解集为(－∞，－3)∪(0，3).方法总结：(1)对于不等式f ′(x )＋g ′(x )>0(或<0)，构造函数F (x )＝f (x )＋g (x )；(2)对于不等式f ′(x )－g ′(x )>0(或<0)，构造函数F (x )＝f (x )－g (x )； 特别地，对于不等式f ′(x )>k (或<k )(k ≠0)，构造函数F (x )＝f (x )－kx . (3)对于不等式f ′(x )g (x )＋f (x )g ′(x )>0(或<0)，构造函数F (x )＝f (x )g (x )； (4)对于不等式f ′(x )g (x )－f (x )g ′(x )>0(或<0)，构造函数F (x )＝f xg x(g (x )≠0)；(5)对于不等式xf ′(x )＋f (x )>0(或<0)，构造函数F (x )＝xf (x )； (6)对于不等式xf ′(x )－f (x )>0(或<0)，构造函数F (x )＝f xx(x ≠0)．1、函数y=f (x )的导函数()y f x '=的图象如图所示，则函数y=f (x )的图象可能是【答案】D【解析】原函数先减再增，再减再增，且0x =位于增区间内，因此选D ．2、设函数()e e xxf x a -=+（a 为常数）．若f （x ）为奇函数，则a =________；若f （x ）是R 上的增函数，则a 的取值范围是___________． 【答案】(]1,0--∞【解析】首先由奇函数的定义得到关于a 的恒等式，据此可得a 的值，然后利用()0f x '≥可得a 的取值范围.若函数()e e xxf x a -=+为奇函数，则()(),f x f x -=-即()ee e e xx x x a a --+=-+，即()()1e e0xxa -++=对任意的x 恒成立，则10a +=，得1a =-.若函数()e e xxf x a -=+是R 上的增函数，则() e e 0x xf x a -'=-≥在R 上恒成立，即2e x a ≤在R 上恒成立，又2e 0x >，则0a ≤， 即实数a 的取值范围是(],0-∞.3、（2021·深圳市龙岗区龙城高级中学高三月考）已知函数()ln f x x =，()g x x =，则当120x x >>时（ ） A ．1122|()()||()()|f x g x f x g x -<-|B ．1122|()()||()()|f x g x f x g x ->-C ．1221|()()||()()|f x g x f x g x -<- D ．1221|()()||()()|f x g x f x g x ->-【答案】C【解析】令()ln h x x x =-，则()111xh x x x-'=-=，当()0,1x ∈时，()0h x '>，()h x 单调递增，当()1,x ∈+∞时，()0h x '<，()h x 单调递减， 则()()110h x h ≤=-<，则()h x 在()0,1单调递减，在()1,+∞单调递增，∴()1h x 和()2h x 的大小不确定，故AB 错误；由()0h x <可知221ln x x x <<，即()()210f x g x -<， 令1221|()()||()()|W f x g x f x g x =---， 则1221|()()|()()W f x g x f x g x =-+-，当()()12f x g x ≥时，[][]12211122()()()()()()()()0W f x g x f x g x f x g x f x g x =-+-=-+-<； 当()()12f x g x <，[][]21212211()()()()()()()()W g x f x f x g x f x g x f x g x =-+-=+-+，()()ln y f x g x x x =+=+单调递增，0W ∴<， 综上，1221|()()||()()|f x g x f x g x -<-，故C 正确，D 错误.故选：C.4、（2021·广东高三月考）已知函数()ln f x x ax =+在函数()22g x x x b =-+的递增区间上也单调递增，则实数a 的取值范围是（ ） A ．(],1-∞- B ．[)0,+∞C ．(][),10,-∞-+∞ D ．(]1,0-【答案】B【解析】因为()g x 的单调递增区间为[)1,+∞， 则由题意()f x 在[)1,+∞递增， 而()1axf x x+'=， 所以当0a ≥时，()0f x '>在 [)1,+∞恒成立，()f x 在区间[)1,+∞单调递增，符合题意； 当0a <时，由()10ax f x x +'=>，解得10x a<<- ()f x 的单调递增区间为10,a ⎛⎫- ⎪⎝⎭，不合题意.综上，0a ≥. 故选：B5、（2021·广东高三月考）若对任意的1x ，()2,x m ∈+∞，且12x x <，都有122121ln ln 2x x x x x x -<-，则m 的最小值是（ ）（注： 2.71828e =⋅⋅⋅为自然对数的底数） A ．1eB ．eC ．1D ．3e【答案】A【解析】由题意知210x x >>，可得210x x ->， 则122121ln ln 2x x x x x x -<-等价于()122121ln ln 2x x x x x x -<-，即121212ln 2ln 2x x x x x x +<+，所以()()1221ln 2ln 2x x x x +<+， 所以2121ln 2ln 2x x x x ++<， 令()ln 2x f x x+=，可得21f x f x ，又由21x x m >>，所以()f x 在(),m +∞上是减函数， 所以()2ln 10x f x x--'=≤，解得1x e ≥，则1m e ≥，即m 的最小值为1e . 故选：A.6、（2021·深圳市第七高级中学高三月考）已知定义在R 上的函数()f x 满足()()()()0,6f x f x f x f x +-=+=-，且对[]12,3,0x x ∀∈-，当12x x ≠时，都有()()()()11221221x f x x f x x f x x f x +<+，则以下判断正确的是（ ）A ．函数()f x 是偶函数B ．函数()f x 在[]9,6--单调递增C ．3x =是函数()f x 的对称轴D ．函数()f x 的最小正周期是12【答案】BCD【解析】由定义域为R ， ()()0f x f x +-=，即()()f x f x -=-，则函数为奇函数，故A 错误；因为()()6f x f x +=-，而()()f x f x -=-，所以()()6f x f x +=-，所以函数的对称轴为6032x +==，故C 选项正确； 因为()()6f x f x +=-，所以()()()126f x f x f x +=-+=，所以()f x 的最小正周期是12，故D 选项正确；因为[]12,3,0x x ∀∈-，当12x x ≠时，都有()()()()11221221x f x x f x x f x x f x +<+， 则()()()()12120x x f x f x --<，所以[]3,0x ∈-时，()f x 为减函数. 因为函数为奇函数，所以[]0,3x ∈时，()f x 为减函数，又因为函数()f x 关于3x =对称，所以[]3,6x ∈时，()f x 为增函数.因为()f x 的最小正周期是12，所以[]9,6x ∈--的单调性与[]3,6x ∈时的单调性相同. 故，[]9,6x ∈--时，()f x 单调递增，故B 选项正确. 故选：BCD. 7、()3211232f x x x ax =-++，若()f x 在2,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上存在单调递增区间，则a 的取值范围是_______ 【答案】19a >- 【解析】：()'22fx x x a =-++，有已知条件可得：2,+3x ⎛⎫∃∈∞ ⎪⎝⎭，使得()'0f x ≥，即()212a x x ≥-，只需()2min12a x x ⎡⎤≥-⎢⎥⎣⎦，而()221122122339y x x ⎡⎤⎛⎫=->-=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦，所以19a >-。
导数在研究函数中的应用PPT课件
是减函数，求a的取值范围.
例4（09年宁夏/海南卷）已知函数 3 2 x f ( x) ( x 3x ax b)e . （1）若a＝b＝－3，求f(x)的单调区间 （2）若f(x)在(－∞，α )，(2，β )内 单调递增，在(α ，2)，(β ，＋∞)单调 递减，证明：β －α ＞6. 【解题要点】 求导后要指出定义域→由导数大于0得递 增开区间，定义域内其余区间为递减区 间→单调递增条件转化为导数非负.
考点2 导数在函数极值问题中的应用 3 x 2 例5 求函数 f ( x) 的极值 . 2 ( x 1) 例6 已知函数 f ( x) ( x ax a)e 有极小值0，求实数a的值.
2 x
例7（09年湖南卷文）已知函数 3 2 f ( x) x bx cx 的导函数的图象关于 直线x＝2对称，且函数f(x)在x＝t处取 得极小值g(t)，求函数g(t)的定义域和 值域.
10.2
导数在研究函数中的应用
知识梳理
1 5730 p 2
t
1.导数与函数的单调性： f ′(x)≥0 Ûf(x)单调递增； f ′(x)≤0 Û f(x)单调递减， 其中f ′(x)不恒等于0.
2.函数极值的概念： 函数f(x)在点x0附近有定义，且对x0附近 的所有的点，都有 （1）f(x)＞f(x0)，则f(x0)为函数f(x)的 极小值； （2）f(x)＜f(x0)，则f(x0)为函数f(x)的 极大值.
例8（09年全国卷）已知函数 2 x 1和x 2， f x x aIn 1 有两个极值点 x 且x 1＜x 2. （1）求实数a的取值范围；
1 2 In2 （2）证明 f x2 . 4
【解题要点】 由导函数的变号零点确定极值点→结合 图象确定极值类型.
导数的应用-单调性nbsp新课件[1].1
![导数的应用-单调性nbsp新课件[1].1](https://img.taocdn.com/s3/m/1c72ddc005087632311212d6.png)
课后作业
P78习题3.3第1、2题
思考题: 函数f(x)=2x3－6x2+7 能不能画
出该函数的草图？
小结:
1.学习函数导数与单调性的关系．首先要确定函 数的定义域，再通过讨论导数的符号来判断函数 的单调区间，或证明函数的单调性． ２.利用导数的符号来判断函数的单调区间，是导 数几何意义在研究曲线变化规律的一个应用，它 充分体现了数形结合的思想． ３.掌握研究数学问题的一般方法： 从特殊到一般；从简单到复杂。
导数在研究函数中的应用
—单调性
分析：从图形看 若函数在区间(a,b)内单调递增，我们 发现在（a，b）上切线的斜率为正，即 在（a，b）内的每一点处的导数值为正
若函数在区间(a,b)内单调递减，发 现在（a，b）上切线的斜率为负，即 在(a,b)内的每一点处的导数值为负，
一般地， 设函数y＝f（x）在区间上可导，
例2、确定函数f(x)=sinx在x∈（０,２π） 上的单调减区间 解: f’(x)=cosx 令f’(x)＜０由cosx ＜０, 又x∈（０ , ２π） ∴x∈（ π／2, 3π／2） 所以函数f(x)单调减区间 是（ π／2 , 3π／2）
例３、若函数f(x)=ax3-x2+x-5(a≠0) 在Ｒ上单调递增,求a取值范围.
1)如果在某区间上f′(x)>0，那么f（x） 为该区间上的增函数，
2)如果在某区间上f′(x)<0，那么f（x） 为该区间上的减函数。
y
y=f(x)
y
y=f(x)
o
a
b
x
o a
bபைடு நூலகம்
x
思考:上述结论的逆命题正确吗? 观察三次函数y=x3的图象； 一般地,设函数y=f(x)在某个区间内 可导,则函数在该区间 如果f(x)为增函数, 则 f′(x) ≥0. 如果f(x)为减函数, 则 f′(x) ≤0. 注意:如果在某个区间内恒有f′(x)=0,
导数的应用(第1课时)利用导数研究函数的单调性(课件)高二数学(沪教版2020选择性必修第二册)
图 （ １ ） 中的曲线越来越 “ 陡峭 ”， 在区间 （ ０ ， １ ） 上各点处 的切线斜率始终大于 １ ； 图 （ ２ ） 中的曲线由 “ 陡峭 ” 变得 “ 平缓 ”， 在区间 （ ０ ， １ ） 的右半段的切线斜率小于 １ ； 图 （ ３ ） 中的曲线由 “ 平缓 ” 变得 “ 陡峭 ”， 在区间 （ ０ ， １ ） 的左半段的切线斜率小于 １ ； 图 （ ４ ） 中的曲线越来越 “ 平缓 ”， 在区间 （ ０ ， １ ） 上各点处 的切线斜率始终小于 １． 因此 ， 只有图 ５-３-１ （ １ ） 中的图像有可能表示函数 y ＝ f（ 可能成为严格递增区间与严格 递减区间的分界点 ．
例4.确定函数（f x）＝x2的单调区间 ．
解函数在x 0处没有定义 ．当x 0时，f (x)=-2x3，
方程f′（ x )＝０ 无解 ， 所以函数 f（ x ）没有驻点 ． 但当 x ＞０ 时 ，f′（ x ） ＜０ ，f（ x ） 单调递减 ； 当 x ＜０ 时 ，f′（ x） ＞０ ， f（ x ） 单调递增 ． 可 见 ， 函数 f （ x ） 的严格递增区间为 （－∞，０）， 严格 递减区间为（０，＋∞）
课本练习 宋老师数学精品工作室
１． 利用导数研究下列函数的单调性 ， 并说明所得结果与你 之前的认识是否一致 ：
宋老师数学精品工作室 ２． 确定下列函数的单调区间 ：
随堂检测 宋老师数学精品工作室
1、函数y＝x2cos 2x的导数为（ ）
A．y′＝2xcos 2x－x2sin 2x
B．y′＝2xcos 2x－2x2sin 2x
上面我们用导数值的正负判断函数在某区间的单调性 ． 但导数值还可 以进一步用以判断函数变化速度的快慢 ： 导数f′（ x ０ ） 是函数 f（ x ） 在点 x ０ 的切线的斜率 ， 所以它描述了曲线 y＝f（ x ） 在点 x０ 附近相 对于x轴的倾斜程度 ： 当f′（ x ０ ） ＞０ 时 ，f′（ x０ ） 越大 ， 曲线 y ＝ f （ x ） 在点 x ０ 附近相对于 x 轴倾斜得越厉害 ，f（ x ） 递增得 越快 ； 而当f′（ x ０ ） ＜０ 时 ，f′（ x ０ ） 越小 ， 曲线y ＝ f （ x ） 在点 x０ 附近相对于x轴倾斜得越厉害 ， f （ x ） 递减得越快 ． 综合这 两个方面 ， 导数的绝对值越大 ， 函数图像就越 “ 陡峭 ”， 也就是 函数值变化速度越快 ．
第五章5.3.1函数的单调性课件(人教版)
课堂小结
1.知识清单： (1)函数的单调性与其导数的关系. (2)利用导数判断函数的单调性. (3)利用导数求函数的单调区间. (4)由导数的信息画函数的大致图象. 2.方法归纳：方程思想、分类讨论. 3.常见误区：忽略定义域的限制.
随堂演练
1.设函数f(x)的图象如图所示，则导函数f′(x)的图象可能为
f′(x)＝6x－2x，令 f′(x)＝0，解得 x1＝ 33，x2＝－ 33(舍去)，
用x1分割定义域，得下表：
x
0，
3
3
3 3
33，＋∞
f′(x) －
0
＋
f(x)
单调递减
f
3
3
单调递增
∴函数
f(x)的单调递减区间为0，
33，单调递增区间为
33，＋∞.
(2)f(x)＝2x3＋3x2－36x＋1.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2.(多选)如图是函数y＝f(x)的导函数f′(x)的图象，则下列判断正确的是 A.在区间(－2,1)上，f(x)单调递增
√B.在(1,2)上，f(x)单调递增 √C.在(4,5)上，f(x)单调递增
D.在(－3，－2)上，f(x)单调递增
(3)f(x)＝x－ex(x>0).
解 因为f(x)＝x－ex，x∈(0，＋∞)， 所以f′(x)＝1－ex<0， 所以f(x)＝x－ex在(0，＋∞)上单调递减.
反思感悟 利用导数判断函数单调性的步骤：确定函数的定义域； 求导数f′(x)；确定f′(x)在定义域内的符号，在此过程中，需要对导 函数进行通分、因式分解等变形；得出结论.
解 当x<0或x>7时，f′(x)>0，可知函数f(x)在区间(－∞，0)和(7，＋∞) 上都是单调递增的； 当0<x<7时，f′(x)<0，可知函数f(x)在区间(0,7)上单调递减； 当x＝0或x＝7时，f′(x)＝0， 这两个点比较特殊，我们称它们为“临界点”. 故如图，
高中数学选修2《导数在研究函数中的应用》课件
或
x>1
时,
f (x)>0,
-
1 3
x
1
时,
∴ 函数在 (-∞,
f (x)<0.
- 13) 或 (1,
+∞) 上是增函数,
在
(
-
1 3
,
1)上是减函数.
4. 证明函数 f(x)=2x3-6x2+7 在 (0, 2) 内是减函数.
证明: f (x)=6x2-12x,
解不等式 6x2-12x<0 得 0<x<2,
函数是增函数.
例2. 判断下列函数的单调性, 并求出单调区间: (1) f(x)=x3+3x;
(2) f(x)=x2-2x-3;
(3) f(x)=sinx-x, x(0, p);
(4) f(x)=2x3+3x2-24x+1.
y
解: (3) f (x) = cosx-1,
解不等式 cosx-1>0 得
果 f(x)<0, 那么函数 y=f(x)在
这个区域内单调递减.
例1. 已知导函数 f (x) 的下列信息:
当 1<x<4 时, f (x)>0;
当 x>4, 或 x<1 时, f (x)<0;
当 x=4, 或 x=1 时, f (x)=0.
试画出函数 f(x) 图象的大致形状.
解: 在区间 (1, 4) 内, f (x)>0,
解不等式 6x2+6x-24>0 得
x
-
1 2
-
17 2
,
或
x
-
1 2
+
高中数学第十一节 导数在研究函数中的应用ppt课件
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1．求函数 f(x)极值的步骤 (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)列表检验 f′(x)在 f′(x)＝0 的根 x0 左右两侧值的符号，如果左 正右负，那么 f(x)在 x0 处取极大值，如果左负右正，那么 f(x)在 x0 处取极小值．
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(2)∵函数 f(x)在 x＝1 处取得极值， ∴a＝1，∴f(x)≥bx－2⇒1＋1x－lnxx≥b， 令 g(x)＝1＋1x－lnxx，则 g′(x)＝ln xx－2 2， 令 g′(x)＝0，得 x＝e2， 则 g(x)在(0，e2)上递减，在(e2，＋∞)上递增， ∴g(x)min ＝g(e2)＝1－e12，即 b≤1－e12. 故实数 b 的取值范围为－∞，1－e12.
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当 x<x1 或 x>x2 时，f′(x)<0. 当 x1<x<x2 时，f′(x)>0. 故 f(x)在(－∞，x1)和(x2，＋∞)内单调递减，在(x1，x2)内单调递 增． (2)因为 a>0，所以 x1<0，x2>0. ①当 a≥4 时，x2≥1. 由(1)知，f(x)在[0，1]上单调递增． 所以 f(x)在 x＝0 处和 x＝1 处分别取得最小值和最大值． ②当 0<a<4 时，x2<1.
《函数求导法则》课件
高阶导数的定义
总结词
高阶导数的定义是指一个函数在某一点 的导数，对其再次求导，得到的导数称 为二阶导数，以此类推，可以得到更高 阶的导数。
VS
详细描述
高阶导数的定义是通过对一个函数进行多 次求导来得到的。具体来说，一个函数在 某一点的导数，对其再次求导，得到的导 数称为二阶导数。类似地，对二阶导数再 次求导，可以得到三阶导数，以此类推， 可以得到更高阶的导数。
高阶导数的计算方法
总结词
高阶导数的计算方法是通过连续求导来得到 的。具体的计算方法取决于函数的表达式和 求导法则。
详细描述
高阶导数的计算方法是通过连续求导来得到 的。对于多项式函数，可以使用链式法则和 幂函数求导法则进行计算。对于三角函数、 指数函数等其他类型的函数，可以使用相应 的求导法则进行计算。在进行高阶求导时， 需要注意保持运算的准确性和简洁性，以避 免计算错误和繁琐的计算过程。
05
导数在几何中的应用
导数与切线斜率
总结词
导数在几何中最重要的应用之一是求 切线的斜率。
详细描述
对于可导函数，其在某一点的导数值 即为该点切线的斜率。通过求导，我 们可以得到切线的斜率，进而确定切 线的方程。
导数与函数图像的凹凸性
总结词
导数的符号决定了函数图像的凹凸性。
详细描述
当一元函数在某区间内单调递增时，其导数大于0； 当函数单调递减时，其导数小于0。因此，通过判断 导数的符号，我们可以确定函数图像的凹凸性。
复合函数的导数
总结词
理解复合函数的导数概念，掌握复合 函数导数的计算方法。
详细描述
复合函数的导数是通过对函数进行微 分来得到的，它描述了函数值随自变 量变化的速率。复合函数的导数计算 需要遵循链式法则、乘积法则等基本 法则。
第3章 命题探秘1 第3课时 利用导数解决函数的零点问题 课件(共37张PPT)
第3课时 利用导数解决函数的零点问题
1
2
3
探本朔源·技法示例 典型考题·技法突破 课后限时集训
(1)f′(x)＝3x2＋b.
思维过程
依题意得f′12＝0，即34＋b＝0，故b＝－34. (2)证明：由(1)知f(x)＝x3－34x＋c，f′(x)＝3x2－34.
→ 关键1：求f′x＝0的根
第3课时 利用导数解决函数的零点问题
∴当x＝e时，f(x)取得极小值f(e)＝ln e＋ee＝2，
∴f(x)的极小值为2.
第3课时 利用导数解决函数的零点问题
1
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探本朔源·技法示例 典型考题·技法突破 课后限时集训
(2)由题意知g(x)＝f′(x)－3x＝1x－xm2－3x(x＞0)，
令g(x)＝0，得m＝－13x3＋x(x＞0)． 设φ(x)＝－13x3＋x(x≥0)，
第3课时 利用导数解决函数的零点问题
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探本朔源·技法示例 典型考题·技法突破 课后限时集训
当a>0时，由f′(x)＝0可得x＝ln a．当x∈(－∞，ln a)时，
f′(x)<0；当x∈(ln a，＋∞)时，f′(x)>0.所以f(x)在(－∞，ln a)单调
递减，在(ln a，＋∞)单调递增．故当x＝ln a时，f(x)取得最小值，最
[解] (1)当a＝1时，f(x)＝ex－x－2，则f′(x)＝ex－1. 当x<0时，f′(x)<0；当x>0时，f′(x)>0. 所以f(x)在(－∞，0)上单调递减，在(0，＋∞)上单调递增． (2)f′(x)＝ex－a. 当a≤0时，f′(x)>0，所以f(x)在(－∞，＋∞)单调递增，故f(x)至 多存在一个零点，不合题意．
导数在研究函数中的应用(课时2 函数的极值)高二数学课件(人教A版2019选择性必修第二册)
（1）对于已知可导函数的极值求参数的问题，解题的切入点是极值存在的条件：极值点处的导数值为0，极值点两侧的导数值异号． 注意：求出参数后，一定要验证是否满足题目的条件．
（2）对于函数无极值的问题，往往转化为其导函数的值非负或非正在某区间内恒成立的问题，即转化为 或 在某区间内恒成立的问题，此时需注意不等式中的等号是否成立．
自主预习·悟新知
合作探究·提素养
随堂检测·精评价
已知 ， 的图象如图所示．
1.函数 在 ， 上的单调性与导数的符号有何特点？
[答案] 在 上单调递增，其导数值大于零，在 上单调递减，其导数值小于零．
预学忆思
自主预习·悟新知
2.观察 的图象，在区间 内，函数值 有何特点？它是极大值吗？
巩固训练
（2） ．
[解析] 函数 的定义域为 ， 且 ， 令 ，解得 ． 当 变化时， 与 的变化情况如表所示：
+
0
-
↗
↘
故当 时，函数 取得极大值，且极大值为 ．
探究2 求含参函数的极值
例2 已知函数 ，求函数 的极值.
情境设置
合作探究·提素养
问题1：观察下列图形，函数 在 ， ， ， ， ， 等点处的函数值与这些点附近的函数值有什么关系？
[答案] 以 ， 两点为例，函数 在点 处的函数值 比它在点 附近其他点的函数值都小，函数 在点 处的函数值 比它在点 附近其他点的函数值都大.
D
[解析] 对 求导得 ，令 ，解得 ，易知 是函数 的极小值点．
4.已知函数 的极大值为10，则 的值为_____．
8
[解析] ，令 ，解得 ， ，经判断知 是极大值点，故 ，解得 ．
高中数学第5章导数及其应用5.35.3.2极大值与极小值课件苏教版选择性必修第一册
已知函数极值求参数的方法 对于已知可导函数的极值求参数的问题，解题的切入点是极值存 在的条件：若 f(x0)是函数的极值，那么 f′(x0)＝0，且 x0 两侧的导数值 异号．
x
－∞，a3
a 3
f′(x)
＋
0
a3，a2 －
a 2
a2，＋∞
0
＋
f(x)
↗
极大值
↘
极小值
↗
∴当 x＝a3时，函数 f(x)取得极大值，为 f a3＝2a73 ； 当 x＝a2时，函数 f(x)取得极小值，为 f a2＝0．
②当 a＜0 时，a2＜a3，则随着 x 的变化，f′(x)，f(x)的变化情况如 下表：
(2)f′(x)＝(x－1)ax＋1，x＞0， 当 a≥0 时，ax＋1＞0，令 f′(x)＜0，得 0＜x＜1； 令 f′(x)＞0，得 x＞1．f(x)在 x＝1 处取极小值． 当 a＜0 时，方程ax＋1＝0 必有一个正数解 x＝－a，
①若 a＝－1，此正数解为 x＝1，此时 f′(x)＝(x－x1)2≥0，f(x)在(0， ＋∞)上单调递增，无极值．
第5章 导数及其应用
5.3 导数在研究函数中的应用 5.3.2 极大值与极小值
学习任务
核心素养
1．了解极大值、极小值的概念．(难 点)
1．通过对极值点与极值概念的 学习，体现了数学抽象的核心素
2．了解函数在某点取得极值的必 养．
要条件和充分条件．(重点、易混 点)
2．借助函数极值的求法，提升 逻辑推理、数学运算的核心素
x
6导数在研究函数中的应用 共36页
普通高中课程标准实验教科书《数学》(选修2－1) 第3章 空间向量与立体几何 江苏教育出版社
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3．函数的极值是函数的局部性概念，体现了函数 在某一点附近的情况，极值点是区间内部的点， 而不是区间的端点；且极大值与极小值没有必然 的大小关系．
x3 a x1 x2
x4
x5
bx
4．一般的，当函数f(x)在某个区间上连续且有有 限个极值点时，函数的极大、极小值点时交替出 现的．
极大值与极小值
普通高中课程标准实验教科书《数学》(选修2－1) 第3章 空间向量与立体几何 江苏教育出版社
观察图象，不难发现，函数 图象在P点处从左侧到右侧由 “上升”变为“下降”（函数由 单调增变为单调减）．
y P(x1, f(x1)) y = f(x)
O a x1
x2 b x
在P点附近，P点的位置最高，亦即f(x1)比它 附近点的函数值都要大．我们称f(x1)为函数的一个 极大值，相应地，称x1为函数的极大值点．
6导数在研究函数中的应用
普通高中课程标准实验教科书《数学》(选修2－1) 第3章 空间向量与立体几何 江苏教育出版社
函数在某点处的导数的几何意义为函数图 象在该点处切线的斜率，它量化了曲线经过该点 时上升或下降的“变化趋势”．
因此函数的导数刻画了可导函数在整个定 义域内的变化的趋势(上升或下降的陡峭程度)， 而函数的单调性也可以刻画函数的此种性质．
函数f(x)在x0处取极大值，是指在x0附近f(x0)比其 它函数值都大，极大值是相对函数定义域内某一局部 而言的．
同样的，极小值也是研究函数在定义域内的某一局 的性质．
如果在函数定义域I内存存在在x0x，0，使使得得对对任任意意的的xx I，I， 总有有ff((xx))≤≤ff((xx00))，，则称f(x0)为函数在定义域上的最大 值．
1．函数f(x)的图象在区间[a，b]上连续，且函数单调 递减，则f(x)在[a，b]上的最大值为_____，最小值 为_______．
2．函数f(x)＝x3－3x＋a，当x∈[－，]时，函数f(x) 的最小值为1，则a的值为 ．
3．若函数f(x)＝x3－3x＋a在区间[0，3]上的最大值
与最小值分别为M，N，则M－N的值
当 x1＜x2 时，f(x1)＜f(x2)， 即 x1－x2 与 f(x1)－f(x2)两式同号， 因此f(xx1)1－－fx(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱx2)＞0，即ΔΔyx＞0．
普通高中课程标准实验教科书《数学》(选修2－1) 第3章 空间向量与立体几何 江苏教育出版社
数学理论 一般的，设可导函数y＝f(x)，如果
在某区间上f’(x)＞0，那么函数f(x)为该 区间上的单调增函数；如果f’(x)＜0，那 么函数f(x)为该区间上的单调减函数．
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＜f (0x得) - ＜x ＜b 所以fb(x)的单
调递增区间为（-∞，- )，（ b ，+ ∞b ）；单调递减区
间为（- ， ）b . b
24.05.2020
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f (x)
题型2 求函数的极值
例2.求函数y= 2 x 2 的极值。 x2 1
解： f ( x )的定义ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为 R
f ( x ) 2( x 2 1) 2 x • 2 x ( x 2 1) 2
0，那么x0是极小值点，f(x0)是极小值。
简记为：若 f (x)在x0两侧异号，x0是极值点，f(x0)是极值；若f(x)在x0
两侧同号，则x0不是极值点。
24.05.2020
3
f (x)
要
点 复 习
⑶用导数法求可导函数y=f(x)极值的步骤： ①确定函数f(x)的定义域；
②求函数f(x)的导数 f (x) ； ③解方程 f (x) =0； 用 f (x) =0的每一个解x0顺次将函数的定义域分成若干个小区间，并列
成表格，分析f(x)在x0两侧的符号（即f(x)的单调性），确定极值点。
若函数f(x)可导，则 f (x0)=0是x0为极值点的必要不充分
条件。
⒋函数的最值
⑴函数的最大与最小值:在闭区间[a, b]上可导的函数f(x)，在区间[a, b]上一定有 最大值与最小值，但在开区间（a, b）内可导的函数f(x)不一定有最大值与最小 值。
f (x)
+
f(x) -10
0
极大值
-0
+
极小值
240
由表知：极大值f(3)=62，极小值f(5)=40 所以f(x)在[0，10]上的最大值为240，最小值为-10.
24.05.2020
8
12..ff((xx))==x35-x32x-22+x1的的单单调调递递增减区区间间是是( 15（，D））
A、（2，+∞） B、（-∞，2） C、（-∞，0） D、（0，2） 3.（2009广东）函数f(x)=（x-3）ex的单调递增区间是（D ）
故f(x)的单调递增区间为（-∞，-2），(3，+ ∞)；单调递减区 间为（-2，3）
（2）函数f(x)的定义域为R，f (x)=3x2-3b
当b ＜ 0时，f (x) ＞0恒成立，所以f(x)的单调递增区间
为（-∞，+ ∞)；当b＞0时，解 f (x) ＞0即x2 ＞b得x ＜-
或x ＞b ；解b
4
练习 函数f(x) 在区间[a, b]上的图像如下图:函数f(x)在区间[a ,b]的 极大值是 f(x1) f(x3) f(x5极) 小值是 f(x2) f(x4)，最小值是 f(，a)最 大值是 f(a)
y
a
X2
x5 b
x1
0 X33
x4
X
问题提出:极值与最值的区别与联系是什么？
24.05.2020
⑵如果在区间（a, b）内, 函数y=f(x)单调递增，那么在这个区间内 f (x) ＞ 0;如果在区间（a, b）内, 函数y=f(x)单调递减，那么在这个区间内 f (x) ＜ 0。
2.用导数法求可导函数单调性区间的步骤：
⑴确定函数f(x)的定义域；
⑵求函数f(x)的导数 f (x) ； ⑶令 f (x) ＞0，解不等式得x的范围就是递增区间；令 f (x)＜0，解
⑵用导数法求可导函数f(x)在闭区间[a, b]上最值的步骤： ①求函数f(x) 在区间（a, b）内的极值； ②求函数f(x) 在区间端点的函数值f(a),f(b); ③将函数f(x) 在区间（a, b）内的每个极值与f(a),f(b)比较，其中最大的一个是 最大值，最小的一个是最小值。
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2 (1 x 2 ) ( x 2 1) 2
令 f (x) =0，解得x=1或x=-1 列表如下：
x (-∞，-1） -1 (-1，1) 1 (1，+ ∞)
f ( x) f(x)
0+
极小值
0
-
极大值
由表知函数f(x)的极大值为f(x)=-1，极小值为f(-1)=-3
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f (x)
24.05.2020
1
f (x)
要
点 复 习
1. 函数的单调性与导数的关系:设函数y=f(x)在区间（a,b）内可导，
⑴如果在区间（a, b）内, f ( x ) ＞0 ,那么函数y=f(x)在这个区间内单调
递增；如果在区间（a, b）内, f (x) ＜0,那么函数y=f(x)在这个区间内
单调递减.
5
典例分类剖析 题型1 求函数的单调区间 例1 求下列函数的单调区间
⑴f(x)=2x3-3x2 -36x+16 ⑵f(x)= x3-3bx+2 (b≠0)
解：（1）函数f(x)的定义域为R， f (x)=6x2-6x-36=6(x+2)(x-
3)
令 f (x) =6(x+2)(x-3) ＞0，解得x＜-2或x＞3 令 f (x)= 6(x+2)(x-3) ＜ 0，解之得-2 ＜ x ＜ 3
就称点x0为函数f(x)的极小值点，其函数值f(x0)为函数的极小值，记作:y
极极小大值值= 与f (极x小0 )值；统称为极值，极大值点与极小值统称为极值点。
习
⑵判断极值的方法：
当函数f(x)在点x0处可导，判断f(x0)是极大（小）值的方法有：
①定义法；②导数法：如果在x0的左侧 f (x)＞0，右侧 f (x)＜0，那么 x0是极大值点，f(x0)是极大值；如果在x0的左侧 f (x＜)0，右侧 f ＞(x)
题型3 求函数的最值 例3.求函数y= x3-12x2+45x-10在区间[0,10]上的最大值和 最小值.
解：函数 f (x)= 3x2-24x+45 令 f (x) =0得 3x2-24x+45=0即x2-8x+15=0
解得 x1=3或x2=5 列表如下：
x 0 (0，3) 3 (3，5) 5 (5，10) 10
A、（-∞，2） B、（0，3） C、（1，4） D、（2,+∞）
不等式得x的范围就是递减区间.
24.05.2020
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f (x)
要
点
复
3. 函数的极值
⑴函数极值的定义：
设函数f(x)在包含x0的一个区间（a, b）内定义， 如果y=f(x)在区间（a, b）内任何一点的函数值都不大于x0点的函数值，
就作如称 果:y极点y大=xf值(0x=为)在函区数间ff((x（x)0的a；),极b）大内值任点何，一其点函的数函值数f值(都x0 不) 小为于函x数0点的的极函大数值值，，记