第三节导数与函数的极值、最值
本节主要包括2个知识点:
1.利用导数解决函数的极值问题;
2.利用导数解决函数的最值问题.
突破点(一) 利用导数解决函数的极值问题
基础联通 抓主干知识的“源”与“流”
1.函数的极小值
函数y=f(x)在点x=a的函数值f(a)比它在点x=a附近的其他点的函数值都小,f′(a)=0,而且在点x=a附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0,则点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.
2.函数的极大值
函数y=f(x)在点x=b的函数值f(b)比它在点x=b附近的其他点的函数值都大,f′(b)=0,而且在点x=b附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0,则点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.
3.函数的极值
极小值点和极大值点统称为极值点,极小值和极大值统称为极值.
考点贯通 抓高考命题的“形”与“神”
根据函数图象判断函数极值的情况
[例1] 设函数f(x)在R上可导,其导函数为f′(x),且函数y=(1-x)f′(x)的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是( )
A.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(1)
B.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(1)
C.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(-2)
D.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(2)
[解析] 由图可知,当x<-2时,f′(x)>0;当-2<x<1时,f′(x)<0;当1<x<2时,f′(x)<0;当x>2时,f′(x)>0.由此可以得到函数f(x)在x=-2处取得极大值,在x=2处取得极小值.
[答案] D
[方法技巧]
知图判断函数极值情况的策略
知图判断函数极值情况的思路是:先找导数为0的点,再判断导数为0的点的左、右两侧的导数符号.导函数为正的区间是函数的增区间,导函数为负的区间是函数的减区间,导函数图象与x轴交点的横坐标为函数的极值点.
求函数的极值
[例2] (2017·桂林、崇左联考)设a>0,函数f(x)=x2-(a+1)x+aln x.
(1)当a=2时,求曲线y=f(x)在点(3,f(3))处切线的斜率;
(2)求函数f(x)的极值.
[解] (1)由已知x>0.当a=2时,f′(x)=x-3+,
∴曲线y=f(x)在点(3,f(3))处切线的斜率为f′(3)=.
(2)f′(x)=x-(a+1)+
==.
由f′(x)=0得x=1或x=a.
①若01,当x∈(0,1)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;
当x∈(1,a)时,f′(x)0,函数f(x)单调递增.
∴当x=1时,f(x)取极大值f(1)=-a-;
当x=a时,f(x)取极小值f(a)=-a2-a+aln a.
③当a=1时,x>0时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增,f(x)没有极值.
综上,当00,从而c>或c