函数的最大值与导数
高考数学知识点：函数的极值与导数的关系_知识点总结
高考数学知识点：函数的极值与导数的关系_知识点总结高考数学知识点：函数的极值与导数的关系极值的定义：（1）极大值：一般地，设函数f（x）在点x0附近有定义，如果对x0附近的所有的点，都有f（x）＜f（x0），就说f（x0）是函数f（x）的一个极大值，记作y极大值=f（x0），x0是极大值点；（2）极小值：一般地，设函数f（x）在x0附近有定义，如果对x0附近的所有的点，都有f（x）＞f（x0），就说f（x0）是函数f（x）的一个极小值，记作y极小值=f（x0），x0是极小值点。
极值的性质：（1）极值是一个局部概念，由定义知道，极值只是某个点的函数值与它附近点的函数值比较是最大或最小，并不意味着它在函数的整个的定义域内最大或最小；（2）函数的极值不是唯一的，即一个函数在某区间上或定义域内极大值或极小值可以不止一个；（3）极大值与极小值之间无确定的大小关系，即一个函数的极大值未必大于极小值；（4）函数的极值点一定出现在区间的内部，区间的端点不能成为极值点，而使函数取得最大值、最小值的点可能在区间的内部，也可能在区间的端点。
判别f（x0）是极大、极小值的方法：若x0满足，且在x0的两侧f（x）的导数异号，则x0是f（x）的极值点，是极值，并且如果在x0两侧满足“左正右负”，则x0是f（x）的极大值点，f（x0）是极大值；如果在x0两侧满足“左负右正”，则x0是f（x）的极小值点，f（x0）是极小值。
求函数f（x）的极值的步骤：（1）确定函数的定义区间，求导数f′（x）；（2）求方程f′（x）=0的根；（3）用函数的导数为0的点，顺次将函数的定义区间分成若干小开区间，并列成表格，检查f′（x）在方程根左右的值的符号，如果左正右负，那么f（x）在这个根处取得极大值；如果左负右正，那么f（x）在这个根处取得极小值；如果左右不改变符号即都为正或都为负，则f（x）在这个根处无极值。
对函数极值概念的理解：极值是一个新的概念，它是研究函数在某一很小区域时给出的一个概念，在理解极值概念时要注意以下几点：①按定义，极值点x0是区间[a，b]内部的点，不会是端点a，b（因为在端点不可导）．如图②极值是一个局部性概念，只要在一个小领域内成立即可．要注意极值必须在区间内的连续点取得．一个函数在定义域内可以有许多个极小值和极大值，在某一点的极小值也可能大于另一个点的极大值，也就是说极大值与极小值没有必然的大小关系，即极大值不一定比极小值大，极小值不一定比极大值小，如图．③若fx）在(a，b)内有极值，那么f(x)在(a，b)内绝不是单调函数，即在区间上单调的函数没有极值．④若函数f（x）在[a，b]上有极值且连续，则它的极值点的分布是有规律的，相邻两个极大值点之间必有一个极小值点，同样相邻两个极小值点之间必有一个极大值点，一般地，当函数f（x）在[a，b]上连续且有有限个极值点时，函数f（x）在[a，b]内的极大值点、极小值点是交替出现的，⑤可导函数的极值点必须是导数为0的点，但导数为0的点不一定是极值点，不可导的点也可能是极值点，也可能不是极值点，函数的最大值和最小值：在闭区间[a，b]上连续的函数f（x）在[a，b]上必有最大值与最小值，分别对应该区间上的函数值的最大值和最小值。
导数与函数的最值关系解析与归纳
导数与函数的最值关系解析与归纳函数在数学中是一个常见的概念，它描述了一种输入和输出之间的映射关系。
而导数则是函数在某一点上的变化率，能够揭示函数的增减性和极值情况。
本文将探讨导数与函数的最值关系，并对其进行分析和总结。
一、导数的定义和求解方法在研究导数和函数的最值关系之前，我们首先需要了解导数的定义和求解方法。
对于函数f(x)，在其某一点x处的导数可以通过极限的方法来求解，即：\[f'(x)=\lim_{h \to 0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h}\]其中，h表示自变量x的增量。
通过求解上述极限，我们可以得到函数f(x)在点x处的导数。
二、函数的最值与导数的关系函数的最值是指函数在定义域内取得的最大值或最小值。
在研究函数的最值时，导数可以给我们一些重要的线索。
具体而言，我们可以通过以下定理来判断函数的最值情况：1. 极值第一定理若函数f(x)在点x处取得极值，且该点处的导数存在，则导数f'(x)等于零或不存在。
2. 极值第二定理若函数f(x)在点x处取得极值，且该点处的导数存在，则导数f'(x)从正变为负，或者从负变为正。
基于上述定理，我们可以通过求解导数为零的点或导数变号的区间，来确定函数的极值点。
三、应用举例接下来，我们通过几个具体的函数例子来说明导数与函数最值之间的关系。
1. 求解函数$f(x)=3x^2-4x+1$的极值点。
首先，我们需要求解导数$f'(x) = 6x - 4$。
令$f'(x)=0$，得到$x =\frac{2}{3}$。
所以，函数$f(x)$在$x = \frac{2}{3}$处可能取得极值。
其次，我们观察导数的变化情况。
当$x<\frac{2}{3}$时，导数$f'(x)<0$；当$x>\frac{2}{3}$时，导数$f'(x)>0$。
基于极值第二定理，我们可以判断$x = \frac{2}{3}$是函数$f(x)$的极小值点。
20-21版：1.3.3 函数的最大(小)值与导数（步步高）
课堂小结
KE TANG XIAO JIE
1.知识清单： (1)函数最值的定义. (2)求函数最值的步骤. 2.方法归纳：列表法，分类讨论，待定系数法. 3.常见误区：混淆函数最值、极值；忽略函数定义域.
4 课时对点练
PART FOUR
基础巩固
1.若函数y＝f(x)在[a，b]上存在极大值和极小值 A.极大值一定比极小值大 B.极大值一定是最大值 C.最大值一定是极大值
知识点二 求函数的最大值与最小值的步骤
函数f(x)在区间[a，b]上连续，在区间(a，b)内可导，求f(x)在[a，b]上的 最大值与最小值的步骤如下： (1)求函数f(x)在(a，b)内的 极值 ； (2)将函数f(x)的各极值与端点处的函数值 f(a)和f(b) 进行比较，其中 最大的一个是最大值，最小的一个是最小值. 思考 函数的极值和最值有何差别？函数的极值是否唯一？ 答案 函数极值是一个局部概念，只是描述在某个点附近的函数值的 特征，并不意味着在整个定义域内取得最值；函数的极值并不唯一.
√D.最大值一定大于极小值
解析 由函数的最值与极值的概念可知，y＝f(x)在[a，b]上的最大值 一定大于极小值.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2.函数 f(x)＝x＋2cos x 在区间－π2，0上的最小值是
√A.－π2
B.2
C.π6＋ 3
D.π3＋1
第一章 §1.3 导数在研究函数中的应用
学习目标
XUE XI MU BIAO
1.通过函数图象分析极值与最值的关系，总结最值的求法. 2.学会利用导数研究函数的最值，会求常见函数的最值.
内
知识梳理
《导数与函数的极值、最值》 知识清单
《导数与函数的极值、最值》知识清单一、导数的概念导数是微积分中的重要概念，它描述了函数在某一点处的变化率。
对于函数 y ＝ f(x)，其在点 x ＝ x₀处的导数定义为：f'（x₀) ＝ limₕ→₀ f(x₀＋ h) f(x₀) ／ h导数的几何意义是函数曲线在该点处的切线斜率。
如果导数存在，则函数在该点处可导。
二、函数的极值1、极值的定义函数在某区间内的极大值和极小值统称为极值。
极大值是指在该区间内比其附近的函数值都大的函数值；极小值则是指在该区间内比其附近的函数值都小的函数值。
2、极值点的判别方法（1）导数为零的点：若函数 f(x) 在点 x₀处可导，且 f'（x₀) ＝ 0，则 x₀可能是极值点。
（2）导数不存在的点：函数在某些点处导数不存在，但也可能是极值点。
3、第一导数判别法设函数 f(x) 在点 x₀的某个邻域内可导，且 f'（x₀) ＝ 0。
（1）如果当 x ＜ x₀时，f'（x) ＞ 0；当 x ＞ x₀时，f'（x) ＜ 0，则 f(x) 在 x₀处取得极大值。
（2）如果当 x ＜ x₀时，f'（x) ＜ 0；当 x ＞ x₀时，f'（x) ＞ 0，则 f(x) 在 x₀处取得极小值。
4、第二导数判别法设函数 f(x) 在点 x₀处具有二阶导数，且 f'（x₀) ＝ 0，f'＇（x₀) ≠ 0。
（1）若 f'＇（x₀) ＜ 0，则函数 f(x) 在 x₀处取得极大值。
（2）若 f'＇（x₀) ＞ 0，则函数 f(x) 在 x₀处取得极小值。
三、函数的最值1、最值的定义函数在某个区间内的最大值和最小值分别称为函数在该区间内的最值。
2、求最值的步骤（1）求函数在给定区间内的导数。
（2）找出导数为零的点和导数不存在的点。
（3）计算这些点以及区间端点处的函数值。
（4）比较这些函数值，最大的即为最大值，最小的即为最小值。
函数的最大(小)值与导数
1.3第三课时 函数的最大（小）值与导数一、课前准备 1．课时目标（1）了解函数最值的意义，了解最值与极值的区别和联系.（2）会求闭区间上函数的最大值和最小值（其中多项式函数一般不超过三次）. 2．基础预探(1) 函数的最大值与最小值：在闭区间[]b a ,上图象连续不断的函数)(x f 在[]b a ,上 最大值与最小值． (2) 利用导数求函数的最值的基本步骤设函数)(x f 在在（a ,b ）内可导，在闭区间[]b a ,上图象是 的，求函数)(x f 在[]b a ,上的最大值与最小值的步骤如下：①求)(x f 在(,)a b 内的 ；②将)(x f 的各极值与 比较，得出函数)(x f 在[]b a ,上的最值，其中最大的一个是最大值，最小的一个是最小值. 二、学习引领对于函数的最值问题，应该注意以下几点：1. 依据最值的含义,在闭区间[]b a ,上图象连续不断的函数)(x f ，在[]b a ,上,既有最大值又有最小值．2. 在开区间(,)a b 内图象连续的函数)(x f 不一定有最大值与最小值．如函数xx f 1)(=在),0(+∞内连续，但没有最大值与最小值.3. 函数的最值是比较整个定义域内的函数值得出的；而函数的极值是比较极值点附近函数值得出的．4. 函数)(x f 在闭区间[]b a ,上的图象连续不断，是)(x f 在闭区间[]b a ,上有最大值与最小值的充分条件而非必要条件．如函数1,10()0,0x x x f x x ⎧--≤≠⎪=⎨=⎪⎩但在[]1,1-上有最大值，最小值，（最大值是0，最小值是-2），但其图象却不是连续不断的,如图所示.5. 函数在其定义区间上的最大值、最小值最多各有一个，而函数的极值可能不止一个，也可能一个没有.6. 若函数f (x )只有一个极值，则必为最值.若函数f (x )在闭区间[a ,b ]上递增，则min ()()f x f a =，max ()()f x f b =；若函数f(x)在闭区间[a ,b ]上递减，则min ()()f x f b =，max ()()f x f a =.三、典例导析题型一 用导数求函数的最值例1 已知a 为实数，))(4()(2a x x x f --=,若0)1(=-'f ，求)(x f 在[－2,2] 上的最大值和最小值.思路导析：先求导,再由0)1(=-'f 求实数a .令0)(='x f ,求极值点和极值,最后比较大小求最值.解: 由原式得,44)(23a x ax x x f +--=∴.423)(2--='ax x x f由0)1(=-'f 得21=a ,此时有43)(),21)(4()(22--='--=x x x f x x x f . 由0)1(=-'f 得34=x 或x =－1 .当[2,2]x -在变化时，'(),()f x f x 的变化如下表4509()(),()(1),(2)0,(2)0,3272f x f f x f f f ==-=-=-==极小极大又所以f (x )在[－2,2]上的最大值为,29最小值为.2750-规律总结：事实上,用导数求一些非基本初等函数的最值问题,是求函数极值的进一步深入.当求得函数在一个闭区间上的极值后,再与区间端点的函数值进行大小比较,即可求得最值,所以其关键步骤,还是求函数极值.变式训练1设函数2()ln 22x f x x x =+-.试求函数()f x 在区间[1,e]上的最大值. 题型二 由函数最值求参数的取值或取值范围例2 已知函数32()23f x ax x =-，其中0>a ．若函数[]()()()(0,1)g x f x f x x '=+∈在0x =处取得最大值，求实数a 的取值范围．思路导析:求实数a 的取值范围,一般需要找到关于a 的等价不等式,通过解不等式,得到a 的范围.依据函数的特点,判断函数取得最值的可能时刻,并求出可能的表达式,最后依据最值的意义得不等式,解不等式得解.解:由题意知,[]32()2(63)6,0,1g x ax a x x x =+--∈. 则22()62(63)66(21)1g x ax a x ax a x '⎡⎤=+--=+--⎣⎦.令)(='x g ，即2(21)10ax a x +--=. ①由于0142>+=∆a ，可设方程①的两个根为1x ，2x ，由①得ax x 121-=.由于，0>a 所以021<x x ，不妨设210x x <<，12()6()()g x a x x x x '=--． 当102<<x 时,)(2x g 为极小值,所以在区间[]1,0上,()g x 在0=x 或1=x 处取得最大值；当2x ≥1时，由于)(x g 在区间[]1,0上是单调递减函数，所以最大值为)0(g .综上，函数)(x g 只能在0=x 或1=x 处取得最大值．又已知)(x g 在0=x 处取得最大值，所以)0(g ≥)1(g ,即0≥98-a ，解得a ≤89，又因为0>a ，所以∈a （89,0］． 规律总结:上述问题中,判断取得最值的时刻,用参数a 表示可能的最值，是解决该类问题的关键.等价转化是主要解题过程.变式训练2已知函数a ax x x f --=3)(3在)1,0(内有最小值. (1)求a 的取值范围;(2)函数)(x f 在)1,0(内能否有最大值？若能,求出a 的取值范围,若没有,说明理由. 题型三 实际问题中的函数最值例3 为倡导环保低碳生活,同时增加企业利润,某低碳科技企业拟投入适当的广告费对产品进行促销,在2016年内,预计年销量Q (万件)与广告费x (万元)之间的函数关系为()0113≥++=x x x Q ,已知生产此产品的年固定投人为3万元，每生产l 万件此产品需再投入32万元．若每件售价为“年平均每件成本的150％”与“年平均每件所占广告费的50％”之和.年利润=年收入―年成本―年广告费.(1)试将年利润y (万元)表示为年广告费x (万元)的函数.(2)当年广告费投入多少万元时,企业年利润最大?思路导析:依据题设要求, 将年利润y (万元)表示为年广告费x (万元)的函数,判断该函数的极值,并求最值,回答实际问题.解：(1)由题意，每年产销Q 万件,共计成本为332+Q 万元,销售收入是x Q %50%150)332(+⨯+.()⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++⨯=-+=∴x x x x Q y 3113322133221 ())0(1235982≥+++-=x x x x ．故所求的函数关系式为())0(1235982≥+++-=x x x x y .(2)由(1)可得：()()()()()2222126321235981982++--=+++--++-='x x x x x x x x y ,∴令0='y ，则06322=-+x x 7=∴x 或9-=x (舍去).又()()0,,7;0,7,0<'+∞∈>'∈y x y x ，()()427==∴f x f 极大值．又)(x f 在上只有一个极值点，()()()427===∴f x f x f 极大值最大值．所以每年广告费投入7万元时,企业年利润最大．规律总结:依题意建立目标函数,是解决该类问题的关键步骤.当该目标函数为简单非基本初等函数时,一般通过求导研究该函数的性质,判断取得最值的时刻,求得最值.在实际问题中,若只有一个极值点,则该极值点为最值点.变式练习3 制作一个圆柱形锅炉,容积为V 两个底面的材料每单位面积的价格为a 元，侧面的材料每单位面积价格为b 元,当造价最低时,锅炉底面半径与锅炉高的比是（ ）A. b a 2B.b a 22C. a b 2D. ab 22四、随堂练习1．下列说法中正确的是（ ）A.函数若在定义域内有最值和极值,则其极大值便是最大值,极小值便是最小值B.闭区间上的连续函数一定有最值,也一定有极值C.若函数在其定义域上有最值,则一定有极值;反之,若有极值,则一定有最值D.若函数在给定区间上有最值,则最多有一个最大值,一个最小值,但若有极值,则可能有多个极值2．223y x x =--+在区间[,2]a 上的最大值为154，则a =（ ） A.32-B.12C. 12-D. 12或32-3. 已知函数m x x x f +-=2362)((m 为常数）在]2,2[-有最大值3，那么此函数在]2,2[- 上的最小值是（ ）A.37-B.29-C.5-D.以上都不对 4. 函数],2[,sin ππ∈-=x x x y 的最大值是 .5. 函数)02(,1)(<<-+=x xx x f 的值域为 . 6. 已知函数()ln f x x x =．求函数()f x 在区间[1,3]上的最小值；五、课后作业1．已知函数a ax x x f +-=2)(2在区间)1(，-∞上有最小值,则函数xx f x g )()(=在区间),1(+∞上一定（ ）A ．有最小值B ．有最大值C ．是减函数D ．是增函数2．电动自行车已逐渐成为重要的交通工具之一.电动自行车的耗电量y 与速度x (公里)之间有如下关系：)0(,202193123>--=x x x x y ,为使耗电量最小,则速度应定为每小时 ( )公里?A.10B.15C.20D.253. 设函数2()ln(23)f x x x =++,则()f x 在区间3144⎡⎤-⎢⎥⎣⎦，的最小值为 ．4. 将8分为两数之和,使两个数的立方和为最小,则分成的两数为 . A. 2和6 B. 4和4 C. 3和5 D. 以上都不对5. 将一段长为100 cm 的铁丝截成两段,一段弯成圆,一段变成正方形．问如何截法使正方形与圆面积之和最小,并求出最小面积．6. 已知函数()ln f x x x =. （Ⅰ）求()f x 的最小值；（Ⅱ）若对所有1x ≥都有()1f x ax ≥-，求实数a 的取值范围.1.3第三课时 函数的最大(小)值答案及解析 一、2. 基础预探(1) 必有;(2) 连续不断; 极值; )(a f 、)(b f . 三、变式练习1.解:函数()f x 的定义域为(0,)+∞.对函数2()l n 22x f x x x =+-求导得:21(1)()20x f x x x x-'=+-=≥，所以函数()f x 在区间[1,e]上单调递增，所以当=e x 时,函数()f x 取得最大值 ,2e (e)12e 2f =+-.2. 解:)(3)(2a x x f -='.令0)(='x f 在)1,0(内有解,即0))((3)(=-+='a x a x x f .(1) 由题意知10<<a ,即10<<a ,而且当a x <<0时,0)(<'x f ,a x >时,0)(>'x f ,所以当a x =时,)(x f 在)1,0(内取极小值且唯一,故为最小值,因此a 的取值范围为10<<a .(2)由(1)可知,如果0)(='x f 在)1,0(内有解,只可能是a x =,而且)(x f '在a x =两侧的符号只能是左负右正,不具备取极大值的条件,所以函数)(x f 在)1,0(内没有最大值.3. 答案:C. 解析：设锅炉底面半径和高分别为h r ,,则22,r Vh h r V ππ==,总造价r bV r a r V r b r a y 2222222+=⋅+=ππππ,0242=-='r bV r a y π,得b rVar ⋅=22π即ab h r 2=时取极大值,即最大值.故选C. 四、随堂练习1．答案:D. 解析：根据函数极值和最值的定义知, 函数在给定区间上有最值,最多有一个最大值和一个最小值,但极值可以有多个,故选D.2. 答案:C.解析：2(1)4y x =-++在[,2]a 上的最大值为154，1a ∴>-且在x a =时，215234y a a =--+=最大，解之12a =-或32a =-（舍去），∴12a =-选C3. 答案：A.解析:0126)(2=-='x x x f ,解得0=x 或2=x (舍去)，0=x 为极大值点且唯一,为最大值点.所以3=m .5)2(,37)2(-=-=-f f ,故最小值为37-.故选A.4. 答案:π.解析：],2[,0cos 1ππ∈>-='x x y ,因此,当π=x 时,π=max y .5.答案: ]2,(--∞.解析:011)(2=-='xx f ,解得1-=x ,可判断为极大值点,当0→x 时,-∞→y ,所以值域为]2,(--∞.6. 解：由()ln f x x x =，可得()ln 1f x x '=+．当1(0,),()0,()x f x f x e'∈<单调递减；当1(,),()0,()x f x f x e'∈+∞>单调递增,所以函数()f x 在区间[1,3]上单调递增. 又(1)0f =,所以函数()f x 在区间[1,3]上的最小值为0． 五、课后作业1.答案 D.解析:由题设知,a x a x a x x f ==-=-=',0)(222)(,因为1<a ，又a x a x x g 2)(-+=,01)(222>-=-='xax x a x g ,所以)(x g 在),1(+∞递增. 2. 答案:C.解析:020192=--='x x y ,解得020>=x ,此时y 取极小值且唯一,即最小值,所以电动自行车的速度应定为20公里/小时.3. 答案:2ln 41+.解析：032)1)(12(22322)(=+++=++='x x x x x x f ,21-=x ,可以判断为极小值点且唯一,即最小值点.最小值为2ln 41+.4.答案: 4和 4.解析：设其中一数为x ，则另一数为x -8,两数的立方和为33)8(x x y -+=.)4(48-='x y ,当4=x 时,y 取极小值且唯一,即最小值,所以分成的两数为4和4.5. 解：设弯成圆的一段长为x cm,另一段长为x -100cm ，设正方形与圆的面积之和为S ，则2241002⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛=x x S ππ()1000<<x ．所以()x x S --='100812π，令0='S 得4100+=x x π( cm)．由于在)100,0(内函数只有一个导数为0的点，故当4100+=x x πcm 时，S 最小．此时()222cm 4100002500++=ππS ，所以截成圆的一段长为4100+x πcm 时面积之和最小，最小值为()222cm 4100002500++=ππS ． 6. 解:()f x 的定义域为0∞(，+)，()f x 的导数()1ln f x x '=+.令()0f x '>，解得1ex >；令()0f x '<，解得10e x <<.从而()f x 在10e ⎛⎫ ⎪⎝⎭，单调递减，在1e ⎛⎫∞ ⎪⎝⎭，+单调递增. 所以，当1e x =时，()f x 取得最小值1e-.（Ⅱ）依题意，得()1f x ax ≥-在[1)+∞，上恒成立，即不等式1ln a x x≤+对于[1)x ∈+∞， 恒成立 .令1()ln g x x x =+,则21111()1g x x x x x ⎛⎫'=-=- ⎪⎝⎭. 当1x >时，因为11()10g x x x ⎛⎫'=-> ⎪⎝⎭,故()g x 是(1)+∞，上的增函数， 所以 ()g x 的最小值是(1)1g =，所以a 的取值范围是(1]-∞，.。
导数与函数的极值、最值
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【解】 (1)因 f(x)＝x3－6x2＋3x＋1， 所以 f′(x)＝3x2－12x＋3， ∴f′(x)＝3(x－2＋ 3)(x－2－ 3)． 当 f′(x)>0 时，x>2－ 3，或 x<2＋ 3； 当 f′(x)<0 时，2－ 3<x<2＋ 3. ∴f(x)的单调增区间是(－∞，2－ 3)，(2＋ 3，＋∞)，单调减 区间是(2－ 3，2＋ 3)．
解析：f′(x)＝x2－4＝(x－2)(x＋2)，令f′(x)＝0得，x1＝－2，x2＝2. 当x＜－2时，f′(x)＞0，－2＜x＜2时，f′(x)＜0，f(x)在x＝－2处取 得极大值．
答案：－2
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x2＋a 5．若函数 f(x)＝ 在 x＝1 处取极值，则 a＝________. x＋1 解析：∵f(x)在 x＝1 处取极值，∴f′(1)＝0.
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2．函数f(x)的定义域为(a，b)，导函数f′(x)在(a，b)内的图象如图 所示，则函数f(x)在开区间(a，b)内极小值点的个数为( )
A．1
B．2
C．3
D．4
解析：极值点在f′(x)的图象上应是f′(x) 的图象与x轴的交点的横坐标，且极小 值点的左侧图象在x轴下方，右侧图象
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易错辨析
提升训练
∵g(x)在 x＝0 和 x＝2 点处连续， 又∵g(0)＝1，g(1)＝2－ln 4，g(2)＝3－ln 9， 且 2－ln 4<3－ln 9<1， ∴g(x)的最大值是 1， g(x)的最小值是 2－ln 4. 所以在区间[0,2]上原方程恰有两个相异的实根时实数 a 的 取值范围是： 2－ln 4<a≤3－ln 9.
一轮复习--导数与函数的极值、最值
其实，世上最温暖的语言，“ 不是我爱你，而是在一起。” 所以懂得才是最美的相遇！只有彼此以诚相待，彼此尊 重，相互包容，相互懂得，才能走的更远。 相遇是缘，相守是爱。缘是多么的妙不可言，而懂得又是多么的难能可贵。否则就会错过一时，错过一世！ 择一人深爱，陪一人到老。一路相扶相持，一路心手相牵，一路笑对风雨。在平凡的世界，不求爱的轰轰烈烈；不求誓 言多么美丽；唯愿简单的相处，真心地付出，平淡地相守，才不负最美的人生；不负善良的自己。 人海茫茫，不求人人都能刻骨铭心，但求对人对己问心无愧，无怨无悔足矣。大千世界，与万千人中遇见，只是相识的 开始，只有彼此真心付出，以心交心，以情换情，相知相惜，才能相伴美好的一生，一路同行。 然而，生活不仅是诗和远方，更要面对现实。如果曾经的拥有，不能天长地久，那么就要学会华丽地转身，学会忘记。 忘记该忘记的人，忘记该忘记的事儿，忘记苦乐年华的悲喜交集。 人有悲欢离合，月有阴晴圆ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。对于离开的人，不必折磨自己脆弱的生命，虚度了美好的朝夕；不必让心灵痛苦不堪， 弄丢了快乐的自己。擦汗眼泪，告诉自己，日子还得继续，谁都不是谁的唯一，相信最美的风景一直在路上。 人生，就是一场修行。你路过我，我忘记你；你有情，他无意。谁都希望在正确的时间遇见对的人，然而事与愿违时， 你越渴望的东西，也许越是无情无义地弃你而去。所以美好的愿望，就会像肥皂泡一样破灭，只能在错误的时间遇到错的人。 岁月匆匆像一阵风，有多少故事留下感动。愿曾经的相遇，无论是锦上添花，还是追悔莫及；无论是青涩年华的懵懂赏 识，还是成长岁月无法躲避的经历……愿曾经的过往，依然如花芬芳四溢，永远无悔岁月赐予的美好相遇。 其实，人生之路的每一段相遇，都是一笔财富，尤其亲情、友情和爱情。在漫长的旅途上，他们都会丰富你的生命，使 你的生命更充实，更真实；丰盈你的内心，使你的内心更慈悲，更善良。所以生活的美好，缘于一颗善良的心，愿我们都能 善待自己和他人。 一路走来，愿相亲相爱的人，相濡以沫，同甘共苦，百年好合。愿有情有意的人，不离不弃，相惜相守，共度人生的每 一个朝夕……直到老得哪也去不了，依然是彼此手心里的宝，感恩一路有你！
高中数学选择性必修二 课件 5 3 2 第2课时函数的最大(小)值与导数课件(共58张)
[跟进训练] 1．已知函数 f (x)＝excos x－x. (1)求曲线 y＝f (x)在点(0，f (0))处的切线方程； (2)求函数 f (x)在区间0，π2上的最大值和最小值．
[解] (1)因为 f (x)＝excos x－x，所以 f ′(x)＝ex(cos x－sin x)－1，f ′(0)＝0. 又因为 f (0)＝1，所以曲线 y＝f (x)在点(0，f (0))处的切线方程为 y＝1.
函数的最大值、最小值是比较整个定义区间的函数值得出的，函 数的极值是比较极值点附近的函数值得出的，函数的极值可以有多 个，但最值只能有一个；极值只能在区间内取得，最值则可以在端点 取得；有极值的未必有最值，有最值的未必有极值；极值有可能成为 最值，最值只要不在端点必定是极值．
当连续函数 f (x)在开区间(a，b)内只有一个导数为零的点时，若 在这一点处 f (x)有极大值(或极小值)，则可以判定 f (x)在该点处取得 最大值(或最小值)，这里(a，b)也可以是无穷区间．
4．函数 y＝3x－4x3 在区间[0，2]上的最大值是( ) A．1 B．2 C．0 D．－1 A [设 f (x)＝3x－4x3，∴f ′(x)＝－12x2＋3＝3(2x＋1)(1－2x)． ∵x∈[0，2]，∴当 x＝12时，f ′(x)＝0. 又 f (0)＝0，f 12＝1，f (2)＝－26， ∴函数 y＝3x－4x3 在区间[0，2]上的最大值是 1.]
第五章 一元函数的导数及其应用
5.3 导数在研究函数中的应用 5.3.2 函数的极值与最大(小)值 第2课时 函数的最大(小)值与导数
学习目标
核心素养
1.理解函数的最值的概念．(难点) 1.通过函数最大(小)值存在性的
2．了解函数的最值与极值的区别 学习，体现直观想象核心素养．
函数的最大值与导数
o
x4
a x1 x2 x3
图1.3 15
x5 b x
一般地,如果在区间a,b上函数 y f x
的图象是一条连 续不断的曲线, 那么它必有 最大值和最小值 .
y
y fx
y
y fx
ao bx
图1.3 14
o
x4
a x1 x2 x3
图1.3 15
x5 b x
结合图1.3 14、图1.3 15,以及函数极值
(第一课时)
武威第十六中 满明天
1.函数的极值与导数的关系
(1)若f/(x0)=0, 并且在x0附近的左侧f/(x0)>0 ,右侧 f/(x0)<0, 那么f(x0)是极大值.
(2)若f/(x0)=0, 并且在x0附近的左侧f/(x0)<0 ,右侧 f/(x0)>0, 那么f(x0)是极小值.
左正右负极大值，左负右正极小值
中的例子,不难看出,只要把函数 y f x的
所有极值 连同端点的函数值进行比较,就可 以求出函数的最大值与最小值 .
说 明：
1.在闭区间[a,b]上连续的函数必有最大值和最小值. 这里有两层意思： （1）给定函数的区间必须是闭区间，f(x)在开区间 上虽然连续但不能保证有最大值或最小值； （2）在闭区间上的每一点必须连续，即在闭区间上 有间断点也不能保证f(x)有最大值和最小值.
1.新课程标准中对有关函数最大值与最小值的实 际问题的要求是只涉及单峰函数，即在某开区间 只有一个极值点.一般地，如果目标函数在开区间 的定义域内有最大（小）值，且在该区间内只有 唯一极值点，那么这个极值点就是函数值的最大 （小）值. 2.导数是最重要的中学数学工具之一，辐射中学 数学其他分支，如函数、三角函数、数列、向量、 解析几何、立体几何等.要注意归纳、总结并积累 相关方法，养成自觉使用导数解决相关问题的习 惯.
函数的最大(最小)值与导数今天
06 总结与展望
函数极值研究意义
揭示函数性质
通过研究函数的极值，可以深入 了解函数的增减性、凹凸性等基 本性质，为函数分析提供有力工 具。
优化问题求解
在实际问题中，很多优化问题都 可以转化为求函数的极值问题， 如经济学中的成本最小化、收益 最大化等。
辅助定理证明
在数学分析中，一些重要定理的 证明往往涉及到函数极值的研究， 如泰勒公式、拉格朗日中值定理 等。
函数的最大(最小)值与导数
目录
• 引言 • 一元函数极值判定 • 多元函数极值判定 • 驻点与拐点分析 • 应用举例与求解方法 • 总结与展望
01 引言
函数的最大(最小)值定义
函数的最大值
在给定区间上，如果存在一个点 $x_0$，使得对于该区间内的任意 $x$，都有$f(x) leq f(x_0)$，则称 $f(x_0)$为函数在该区间上的最大 值。
二阶导数判定法
寻找驻点
同样先求出一阶导数 $f'(x)$，然后解方程 $f'(x) = 0$ 得到 驻点 $x_0$。
计算二阶导数
求出二阶导数 $f''(x)$，并计算 $f''(x_0)$ 的值。
判断极值类型
若在 $x_0$ 处 $f''(x_0) > 0$，则 $x_0$ 为极小值点；若在 $x_0$ 处 $f''(x_0) < 0$，则 $x_0$ 为极大值点；若 $f''(x_0) = 0$，则需要结合其他方法进一步判 断。
驻点性质
驻点是函数可能取得最大或最小值的点，但并非 所有驻点都是极值点。
驻点与函数单调性
在驻点的左侧和右侧，函数的单调性可能发生改 变。
1.3.3函数的最大(小)值与导数课件新人教A版选修2-2
新知导学 f(g) f(b) 1．下图中的函数f(x)的最大值为 _____，最 小值为_____．
f(d)，f(g)
f(c)，f(e)
而极大值为__________，极小值为
2．由上图还可以看出，假设函数y＝f(x)在闭 区间[a，b]上的图象是一条连续不断的曲线， 最大值 最小值 可导的 与 该函数在 [a ，b]上一定能够取得_________ _________，若该函数在(a，b)内是 不一定 _________，该函数的最值必在极值点或区 间端点取得．但在开区间(a，b)内可导的函 数f(x)__________有最大值与最小值．
1 3 4．(2014· 枣庄市期中)若1、3为函数f(x)＝3x ＋bx2＋cx(b、 c∈R)的两个极值点，则曲线y＝f(x)在点(－1，f(－1))处的切线 的斜率为( A．8 C．4 ) B．6 D．0
[答案] A [解析] f ′(x)＝x2＋2bx＋c，由条件知，1、3 是方程f ′(x)＝0的两个实根，∴b＝－2，c＝3， ∴f ′(－1)＝8，故选A.
第二步，建联系，确定解题步骤． 先求f ′(x)，利用极值条件建立a、b的方程组， 解方程组求a、b；从而得到f(x)解析式；再解 不等式f ′(x)>0(或f ′(x)<0)确定f(x)的单调性； 最后由极大值求c，再求f(x)在[－3,3]上的最 小值． 第三步，规范解答．
[解析] (1)∵f(x)＝ax3＋bx＋c，∴f ′(x)＝3ax2＋b， ∵f(x)在点x＝2处取得极值c－16，
f ′2＝0， ∴ f2＝c－16， 12a＋b＝0， 即 8a＋2b＋c＝c－16. a＝1， 解得 b＝－12.
12a＋b＝0， 化简得 4a＋b＝－8.
函数的最大(小)值与导数(上课用)
[解析] 存在． 显然a≠0，f′(x)＝3ax2－12ax. 令f′(x)＝0，得x＝0或x＝4(舍去)． (1)当a>0时，x变化时，f′(x)，f(x)变化情况如 下表：
2.函数y=f(x)在区间［a,b］上的最大值是M，最小值是 m,若M=m,则f (x) ( A )
A.等于0 B.大于0 C.小于0
D.以上都有可能
堂上练习
3.函数y 1 x4 1 x3 1 x2,在-1,1上最小值为 A
432
A.0 B. 2 C. 1
D. 13 12
4.函数y 2x x2 的最大值为( A ) x 1
A. 3
B.1 C. 1
D. 3
3
2
2
堂上练习
5. 函 数 y=2x3 － 3x2 － 12x+5 在 ［ 0 ， 3 ］ 上 的 最 小 值 是
______-_1_5___.
6.函数 f (x)=sin2x－x在［－
2
,
最小值为_____2__.
2 ］上的最大值为___2__；
7.将正数a分成两部分，使其立方和为最小，这两部分应分
aa
成___2___和__2____.
课外练习：
例练习题12：：已知函数f (x) 2x3 6x2 a在2，2上有最小值 37 1求实数a的值； 2求f (x)在2，2上的最大值。
解:(1）f (x) 6x2 12x 令f (x) 0解得x 0或x 2
导数与函数的极值与最值
导数与函数的极值与最值导数与函数的极值与最值是微积分中的重要概念，它们在实际问题中有着广泛的应用。
本文将介绍导数、函数的极值与最值的基本概念、求解方法及其应用。
一、导数的定义及性质导数是函数的一个基本性质，它描述了函数在某一点上的变化率。
在数学中，导数可以用极限的概念来定义。
当函数f(x)在点x处可导时，它的导数f'(x)的定义如下：f'(x) = lim┬(Δx→0)〖(f(x+Δx)-f(x))/Δx〗导数具有一些重要的性质，包括可导函数的和、差、积、商的导数运算法则。
这些性质为求解函数的极值和最值提供了数学工具。
二、函数的极值与最值函数的极值指的是函数在某一区间内取得的最大值或最小值。
特别地，当函数在某一点上取得最大值或最小值时，称为函数的局部极值。
函数的极大值和极小值统称为极值。
函数的最值是指函数在定义域上取得的最大值或最小值。
与极值不同的是，最值可能发生在函数的端点或无穷远处。
函数的最值是极值的一个特例。
三、求解函数的极值与最值为了求解函数的极值和最值，我们需要利用导数的概念和性质。
下面介绍一些常用的求解方法。
1. 导数为零的点如果在某一点x处，函数的导数f'(x)为零或不存在，那么该点可能是函数的极值点。
然而，这种方法只是提供了一个可能性，我们还需要进行进一步的验证。
2. 导数的符号变化对于连续函数f(x)，如果在某一点x处，f'(x)由正数变为负数，或由负数变为正数，那么该点可能是函数的极值点。
3. 极值的判别法通过求解函数的导数f'(x)的零点，可以得到函数的驻点，即可能的极值点。
然后，通过极值的判别法判断哪些点是真正的极值点。
四、导数与函数的极值与最值的应用导数与函数的极值与最值在实际问题中有着广泛的应用。
以下列举几个例子：1. 经济学中的最大收益问题在经济学中，我们常常需要求解某一产品的最大利润。
利用导数与函数的极值与最值的概念，我们可以优化生产过程，使得利润达到最大化。
函数的最大(小)值与导数
二、新课导入
我们发现，这些极小值点附近
找不到比它的函数值更小的值，极 大值点附近找不到比它的函数值更
y
y=f(x)
大的值，由此可以看出，极值反映
的是函数在某一点附近的局部性质， 而不是函数在整个定义域内的性质。
o
a x1 x2 x3
x4 x 5
x6
b
x
但是，在解决实际问题（比如用料最省、产量最高，效益最 大等）或研究函数的性质时，我们往往更关心函数在某个区间上， 哪个值最大，哪个值最小。 那么，这节课我们来学习函数的最大（小）值与导数，试图 通过导数来求函数的最大（小）值。
单调递增↗
0 b
单调递减↘
由表知,f(0)=b是唯一一个极大值，也就是最大值, 故 b=3. 又 f(-1)-f(2)=（-7a+b）-（-16a+b）=9a>0, 所以f(x)的最小值为f(2)=-16a+3=-29, 故 反思：本题属于逆向探究题型： 其基本方法最终落脚到比较极值与端点函数值 a=2.
x y’ y
(-4,-3) +
单调递增↗
-3 0 27
(-3,1) 单调递减↘
1 0 -5
(1,4) +
单调递增↗
数 求 最 值 的 步 骤
从上表可知,函数有极小值f(1)=-5,极大值f(-3)=27 又由于f（-4）=20，f（4）=76 因此，函数在区间[-4,4]上的最大值是76,最小值是-5.
1.3.3函数的最大（小）值与导数
高二 选修2-2 第一章
一、温故
y y=f(x) f (x)>0
1.
函 数 极 值 的 定 义
f '( x2 ) = 0
导数与函数极值最值
例5 已知函数f ( x ) (2 x ax 2 )ln(1 x ) 2 x , 若x 0
是f ( x )的极大值点，求a.
小结
1.重视核心概念学习
极值点判断必须经过导数值异号变化，平时
一些易错问题是对定义概念掌握不到位，或者
对条件考虑不周全引起.
2.含参的函数，对参数的讨论做到不重不漏，
导数与函数的极值、最值
高考导航：
理解函数极值的概念及函数在某点取到极值的条
件，会用导数求函数的极大（小）值、会求闭区
间上函数的最大（小）值.
极值的
概念
导数与
极值
极大值
极小值
极大值
极小值
x0 为函数 y=f(x)定义域内一点,如果对 x0 附近所有的 x 都有 f(x)<f(x,0)
严谨规范，注意定义域.
3.含参二次函数，对勾函数等可结合图象判断
单调性.
备用例题
例 6. 函数 f(x)=ax3+(a-1)x2-x+2(0≤x≤1)在 x=1 处取得最
小值,则实数 a 的取值范围是 (
A.a≤0
B.0≤a≤
C.a≤
)
D.a≤1
(1)求f ( x ) ( x 1)ln x在x [ 1 , 2]上的取值范围.
基础信心练
二、高考 联考怎么考（大题模板）
例3 设函数f ( x ) = ( x - a )2 ( x + b )e x，b ∈ R,
x = a 是f(x)的一个极大值点，求的取值范围.
例 4 设函数
f(x)= -k +ln
高中数学公式大全导数与函数的极值与最值的计算公式
高中数学公式大全导数与函数的极值与最值的计算公式高中数学公式大全：导数与函数的极值与最值的计算公式在高中数学中，导数与函数的极值与最值是比较重要的概念和计算方法。
它们与函数的变化趋势和最高点或最低点的确定密切相关。
下面将介绍导数与函数极值与最值的计算公式。
一、导数的计算公式导数是函数在某一点的变化速率。
对于常见的函数类型，我们可以使用以下公式来计算导数。
1. 常函数的导数：对于函数f(x)=c（c为常数），其导数为f'(x)=0。
2. 幂函数的导数：对于函数f(x)=x^n（n为实数），其导数为f'(x)=nx^(n-1)。
3. 三角函数的导数：常见的三角函数有正弦函数sin(x)、余弦函数cos(x)和正切函数tan(x)等。
它们的导数分别为：sin'(x)=cos(x)cos'(x)=-sin(x)tan'(x)=sec^2(x)4. 对数函数的导数：常见的对数函数有自然对数函数ln(x)和以10为底的对数函数log(x)等。
它们的导数分别为：ln'(x)=1/xlog'(x)=1/(xln(10))以上是常见函数的导数计算公式，根据需要可以使用链式法则、乘法法则等来计算复杂函数的导数。
二、函数的极值与最值的计算公式函数的极值和最值是指函数图像上的最高点或最低点。
这些点在数学中具有重要的意义，可以用于解决各种实际问题。
下面是函数极值与最值计算的公式。
1. 极值的计算公式：函数在极值点处的导数为0。
因此，要计算函数的极值，需要先找出函数的导数，然后解方程f'(x)=0，求出满足条件的x值，再带回原函数中计算对应的y值。
这些(x, y)即为函数的极值点。
2. 最值的计算公式：函数的最值是在定义域内的取值最大或最小的点。
对于连续函数，可以采用以下方法来计算最值：a. 求出函数在定义域内的导数；b. 计算导数为0点的函数值，以及定义域的两个端点处的函数值；c. 比较上一步骤中的函数值，取最大或最小值的点即为函数的最值点。
函数的最大(小)值与导数
(3)极大（小）值不可以是区间端点，最大（小）值可以；
(4)极大（小）值反映函数局部性质，最大（小）值反映函 数整个定义域上的性质.
联系：最大（小）值可能是极大（小）值.
思考2.结合函数图像思考下列函数是否有最 大（小）值.
f x1 , f x3 , f x5
y
y=f(x)
y
o
x4 x3
y=f(x)
a o b
x
a
x1 x2
b x
指出上述两个函数取得最大（小）值的点.
最大值点：x=b; 最小值点：x=a
最大值点：x=x3; 最小值点：x=x4
最大（小）值点在端点或极值点取得
思考1.函数的极大（小）值是函数整个定义域内 的最大（小）值吗？根据上例说说极大（小）值 与最大（小）值的区别与联系。 函数的极大（小）值不一定是函数在整个 定义域内的最大（小）值
4 . 3
1 3 因此函数 f ( x ) x 4 x 4 在[0，3]上的最大 3
图像：
连续函数在闭区间[a,b]上求最值的步骤： ①:求y=f(x)在(a，b)内的极值(极大值与极小值); ②:将函数y=f(x)的各极值与f(a)、f(b)作比较, 其 中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值. 求导、求根、列表、结论
1．最大值与最小值
一般地，设函数y=f(x)的定义域为I，如果 存在实数M满足： （1）对于任意的x∈I，都有f(x)≤M; （2）存在x0∈I，使得f(x0) = M
那么，称M是函数y=f(x)的 ________. 最大值
一般地，设函数y=f(x)的定义域为I，如果 存在实数M满足： （1）对于任意的x∈I，都有f(x)≥M; （2）存在x0∈I，使得f(x0) = M
导数与函数的极值
导数与函数的极值在数学中，导数和函数的极值是微积分中的两个重要概念。
导数指的是函数的变化率，而函数的极值则指的是函数在一个区间内的最大值或最小值。
在本文章中，将对导数和函数的极值进行详细的介绍和解释。
一、导数导数，即一个函数在某一点处的变化率。
在微积分中，我们通常设函数为$f(x)$，函数在$x=a$的导数为$f'(a)$。
其中，$a$为一个常数。
导数的计算方法有两种：一是使用导数的定义式，即$\lim_{h \to 0} \frac{f(x+h)-f(x)}{h}$；二是使用求导法则，包括常数规则、幂规则、和差规则、乘积规则、商规则和复合函数求导法则。
这些法则可以帮助我们更便捷地求解导数。
导数的应用非常广泛。
例如，当我们需要求解函数的最大值和最小值时，就需要使用导数的概念和方法。
此外，在物理学和工程学等领域，导数也扮演着重要角色。
二、函数的极值函数的极值是指函数在一个区间内的最大值或最小值。
对于单峰函数来说，极值只有一个；对于多峰函数来说，可能有多个极值。
极值的求解可以使用导数的知识。
当函数在某一点的导数为零时，这个点就可能是函数的极值点。
具体地，当$f'(a)=0$时，$a$就可能是函数的极值点。
我们还需要使用二阶导数来判断极值类型。
若$f''(a) >0$，则函数在$x=a$处取得局部极小值；若$f''(a) < 0$，则函数在$x=a$处取得局部极大值；若$f''(a) = 0$，则需要使用其他方法来进一步判断。
在实际问题中，函数的极值具有非常重要的意义。
例如，在经济学中，极值可以用来判断利润的最大化或成本的最小化；在数学中，极值可以用来求解最优化问题；在物理学中，极值可以用来求解运动问题。
三、导数与函数的极值的关系导数和函数的极值之间存在紧密联系。
在一维函数中，导数为零的点可能是函数的极值点；当导数经过极值点时，导数的符号会发生改变，即从正数变为负数或从负数变为正数。