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函数的极值
作者:江西广昌一中 廖刚霖
内容:北师大版选修2-2 3.1.2节
新课讲授
1、极值的定义
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)是函数的一个极大值,记作y极大值 = f(x0) ;
如果对x0附近所有的点,都有f(x)﹥f(x0)
就说f(x0)是函数的一个极小值,记作y极小值 = f(x0) 。
极大值与极小值统称为极值。
对函数极值、极值点的理解:
(1)极值点不是点,而是函数取得极值的点的横坐标,是一个实数.
(2)极值点是函数定义域内的点,但定义域端点绝不是极值点.
(3)极值是一个局部概念,是仅对某一点的左右两侧很小的范围而言
的.
(4)函数在某区间内有极值,那么它在该区间内不是单调函数,即在
区间上单调的函数无极值.
(5)在整个定义域内,可以有多个极大值和极小值.
(6)极大值和极小值之间没有确定的大小关系.
y
f(x4)
f(x1)
o
a
X1
X2
X3
X4
b
x
1、在函数取得极值处,如果曲线有切线,切线的斜率
相同吗?都是多少呢?
2、在函数极大(小)值点两侧,函数的单调性有什么
特点?
2、极值的判别方法
一般地,当函数f(x)在x0处连续时,判别f(x0)是
极大(小)值的方法是:
(1)如果在x0附近的左侧f΄(x) ﹥0 ,
右侧f΄(x) ﹤0 ,那么, f(x0)是极大值;
(2)如果在x0附近的左侧f΄(x) ﹤0 ,
右侧f΄(x) ﹥0 ,那么, f(x0)是极小值。
例题分析:
1 3
x
3
例1 求y =
– 4x + 4 的极值。
解:y′= x2 – 4 = (x + 2)(x - 2)
令 y′= 0 ,解得 x1 = -2, x2 = 2.
当 x 变化时,yˊ,y 的变化情况如下表:
x
(-∞,-2)
-2
(-2, 2)
2
(2,+∞)
y’
+
0
-
0
+
↗
28
极大值
3
↘
4
极小值3
↗
y
因此,
28
当x = -2时,y有极大值,y极大值 = 3 ;
当x =
2时,y有极小值,y极小值 =-
4
3
。
求可导函数的极值的步骤:
(1) 求导数f΄(x) ;
(2) 求方程f΄(x) = 0的根;
(3) 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)在这个根处取的极大值;
如果左负右正,那么f(x)在这个根处取的极小值。
总结:点是极值点的充分条件和必要条件
对于可导函数
导数为0是点是极值点的必要条件;
点两侧的导数异号是点是极值点的充分条件.
练习:
1.设f(x)在x0附近有定义,f(x0)是f(x)的极大值,则(
(A)在x0附近的左侧,f(x)<f(x0);在x0附近的右侧,
f(x)>f(x0)
(B)在x0附近的左侧,f(x)>f(x0);在x0附近的右侧,
f(x)<f(x0)
(C)在x0附近的左侧,f(x)<f(x0);在x0附近的右侧,
f(x)<f(x0)
(D)在x0附近的左侧,f(x)>f(x0);在x0附近的右侧,
f(x)>f(x0)
)
2.函数f(x)的定义域为开区间(a,b),导函数f′(x)在(a,b)
内的图像如图所示,则函数f(x)在开区间(a,b)内有极大值
点(
)
(A)1个
(B)2个
(C)3个
(D)4个
【解析】选B.极大值点的左边导数大于零,右边导数小于
零,只有两个.
3.函数y=(x+1)3,当x=-1时(
)
(A)有极大值
(B)有极小值
(C)既无极大值,也无极小值
(D)无法判断
【解析】选C.y′=3(x+1)2,当x<-1时,y′>0,当x>-1时,
y′>0,∴函数y=(x+1)3在x=-1处无极值.
4.函数f(x)=x3-3x2+7的极大值是______.
【解析】f′(x)=3x2-6x=3x(x-2),
函数f(x)在(-∞,0)上是增加的,在(0,2)上是减少的,在
(2,+∞)上是增加的,
∴f(x)极大值=f(0)=7.
答案:7
5.已知实数a,b,c,d成等比数列,且曲线y=3x-x3的极大值
点为b,此时极大值为c,求ad的值.
【解析】由y′=3-3x2,
令y′=0,得x1=-1,x2=1,
根据x1,x2列表分析f′(x)的符号和f(x)的单调性和极值点
谢
谢,
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