一阶导数应用
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一阶导数应用
1、函数的极值
①P82,定义:如在邻域内,恒有()()0x f x f
≤,()()()0
x f x f ≥,则
称()0x f 为函数()x f 的一个极大(小)值。
可能极值点,()x f /
不存在的点与()0x f /
=的点。(驻点)
驻点 ←极值点 ②判别方法
P82,ⅰ、导数变号。 ⅱ、()0x f //
≠,⎩⎨⎧<>0)f(x 0)f(x 00
例1、 设()x f y =满足关系式0y 4y 2y ///=+-,且()0x f >,
()0x f 0/=,则()x f 在点处 A
A 、取得极大值
B 、取得最小值
C 、在某邻域内单增
D 、在某邻域内单减 例2、 已知函数()x f 对一切满足()()[]
x 2
/
//
e 1x
f x 3x xf --=+
如()0x f 0/
=,()0x 0≠,则 A
A 、()0x f 是()x f 的极小值
B 、()0x f 是()x f 的极大值
C 、()()
00x f x 、是曲线的拐点
D 、()0x f 不是()x f 的极值,()()
00x f x 、也不是曲线
()x f y = 的拐点
例3、 设函数()x f 在0x =的某邻域内可导,且()00f /
=,
2
1x sin (x)f lim /0x -=→,则()0f 是()x f 的极大值。 2、函数的最大值与最小值
(1) 求出[]b a ,内可能的极值点,不需判别极大还是极小,求出它们的函数值,再与端点的函数值进行比较,其中最大的(小)为最大(小)值。
(2)在()b a ,内可能极值点唯一,如是极小值则为最小值
如是极大值则为最大值
(3)如)b (f )
a (f ),0(0f <>'分别为最小, 最大值
极小值
极大值
(4)实际问题据题意可不判别。
例1、 在抛物线2x 4y -=上的第一象限部分求一点P ,过P 点作 切线,使该切线与坐标轴所围成的三角形面积最小。 解:设切点为()y x P ,,切线方程为()()x X x 2x 4Y 2
--=--
即
14x Y
2x
4x X 2
2=+++ ∴ 三角形面积:
2x 0),x 168x (x 412x 4)(x 21S(x)322<<++=+⋅=
)x
16-8(3x 41(x)S 22
/
+=,令3
2
x 0
(x)S /== (唯一) 0)32(
S //>∴3
8
y ,
32x ==
故 )3
832(,为所求点
3、曲线的凹凸、拐点及渐近线 在I 上()x f 可导 如()()00x f
//
<>则曲线()x f y =是凹(凸)的,
在连续曲线上凹凸部分的分界点称为曲线的拐点。 可能的拐点 ()0x f
//
= 和 ()x f //
不存在的点
例1、 设()()2
3
x
1x x f -=,试讨论()x f 的性态。 4
//
32/
x
1)-6(x (x)f ,x 2)(x 1)-(x (x)f =+= 1x ,
0(x)f -2,
x 1,x 0
(x)f ///=====
渐近线 如a f(x)lim x =∞
→
则称a y =为水平渐近线
如∞=→f(x)lim 0
x x 则称0x x =为垂直渐近线
例2、 求 2
)
1x (1
x 2y --=
渐近线 (斜渐近线不讨论) 解: ∵0)1x (1
x 2lim 2
x =--∞→∴0y =为水平渐近线
∵∞=--→2
1x )1x (1
x 2lim
∴1x =垂直渐近线
例4、 曲线)
2x )(1x (x
x y +-=的渐近线有 4 条
4 证明不等式
(1)利用中值定理(R ,L ); (2)利用函数单调性; (3)利用最值;
(4)引入辅助函数把常值不等式变成函数不等式; (5)利用函数凹凸性; (6)利用泰勒公式。
例1、 当b a 0<<,试证:a
a
b a b ln b a b -<
<- 即
a
1
a b a ln b ln b 1<--< 证: 设 x ln y =,在]b ,a [连续,)b ,a (可导, 由拉格朗日中值定理 ∵)a b (1a ln b ln -ξ=
-,即b a 1
a b a ln b ln <ξ<ξ
=--
∴
a
1
a b a ln b ln b 1<--< 例2、设0x >,证明x )x 1ln(x
1x <+<+
证: 设)x 1ln(x )x (f +-=x
1x
x 111)x (f /
+=
+-
= )x (f 单增,当0x >0)0(f )x (f =>∴)x 1ln(x +>
设x
1x )x 1ln()x (f +-
+=