函數(shù)的極值

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
3.1.2 函數(shù)的極值
一、復(fù)習(xí)引入:
1. 常見函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式:
; ; ;; ; ; ;
2.法則1  
法則2 ,
法則3
3.復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù): (理科)
4. 函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性的關(guān)系:設(shè)函數(shù)y=f(x) 在某個區(qū)間內(nèi)有導(dǎo)數(shù),如果在這個區(qū)間內(nèi) >0,那么函數(shù)y=f(x) 在為這個區(qū)間內(nèi)的增函數(shù);如果在這個區(qū)間內(nèi) <0,那么函數(shù)y=f(x) 在為這個區(qū)間內(nèi)的減函數(shù)
5.用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)單調(diào)區(qū)間的步驟:①求函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)f′(x). ②令f′(x)>0解不等式,得x的范圍就是遞增區(qū)間.③令f′(x)<0解不等式,得x的范圍,就是遞減區(qū)間
二、講解新課:
1.極大值: 一般地,設(shè)函數(shù)f(x)在點(diǎn)x0附近有定義,如果對x0附近的所有的點(diǎn)都有f(x)<f(x0),就說f(x0)是函數(shù)f(x)的一個極大值,記作y極大值=f(x0),x0是極大值點(diǎn)
2.極小值:一般地,設(shè)函數(shù)f(x)在x0附近有定義,如果對x0附近的所有的點(diǎn),都有f(x)>f(x0).就說f(x0)是函數(shù)f(x)的一個極小值,記作y極小值=f(x0),x0是極小值點(diǎn)
3.極大值與極小值統(tǒng)稱為極值
在定義中,取得極值的點(diǎn)稱為極值點(diǎn),極值點(diǎn)是自變量的值,極值指的是函數(shù)值請注意以下幾點(diǎn):
(?)極值是一個局部概念由定義,極值只是某個點(diǎn)的函數(shù)值與它附近點(diǎn)的函數(shù)值比較是最大或最小并不意味著它在函數(shù)的整個的定義域內(nèi)最大或最小
(?)函數(shù)的極值不是唯一的即一個函數(shù)在某區(qū)間上或定義域內(nèi)極大值或極小值可以不止一個
(?)極大值與極小值之間無確定的大小關(guān)系即一個函數(shù)的極大值未必大于極小值,如下圖所示, 是極大值點(diǎn), 是極小值點(diǎn),而 >
(?)函數(shù)的極值點(diǎn)一定出現(xiàn)在區(qū)間的內(nèi)部,區(qū)間的端點(diǎn)不能成為極值點(diǎn)而使函數(shù)取得最大值、最小值的點(diǎn)可能在區(qū)間的內(nèi)部,也可能在區(qū)間的端點(diǎn)

4. 判別f(x0)是極大、極小值的方法:
若 滿足 ,且在 的兩側(cè) 的導(dǎo)數(shù)異號,則 是 的極值點(diǎn), 是極值,并且如果 在 兩側(cè)滿足“左正右負(fù)”,則 是 的極大值點(diǎn), 是極大值;如果 在 兩側(cè)滿足“左負(fù)右正”,則 是 的極小值點(diǎn), 是極小值
5. 求可導(dǎo)函數(shù)f(x)的極值的步驟:
(1)確定函數(shù)的定義區(qū)間,求導(dǎo)數(shù)
(2)求方程 =0的根
(3)用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)為0的點(diǎn),順次將函數(shù)的定義區(qū)間分成若干小開區(qū)間,并列成表格.檢查 在方程根左右的值的符號,如果左正右負(fù),那么f(x)在這個根處取得極大值;如果左負(fù)右正,那么f(x)在這個根處取得極小值;如果左右不改變符號,那么f(x)在這個根處無極值
三、講解范例:
例1求y= x3-4x+ 的極值
解:y′=( x3-4x+ )′=x2-4=(x+2)(x-2) 令y′=0,解得x1=-2,x2=2
當(dāng)x變化時(shí),y′,y的變化情況如下表

-2(-2,2)2

+0-0+

?極大值
?極小值
?
∴當(dāng)x=-2時(shí),y有極大值且y極大值= 當(dāng)x=2時(shí),y有極小值且y極小值=-5

例2求y=(x2-1)3+1的極值
解:y′=6x(x2-1)2=6x(x+1)2(x-1)2令y′=0解得x1=-1,x2=0,x3=1
當(dāng)x變化時(shí),y′,y的變化情況如下表
-1(-1,0)0(0,1)1

-0-0+0+

?無極值?極小值0?無極值?
∴當(dāng)x=0時(shí),y有極小值且y極小值=0

求極值的具體步驟:第一,求導(dǎo)數(shù) .第二,令 =0求方程的根,第三,列表,檢查 在方程根左右的值的符號,如果左正右負(fù),那么f(x)在這個根處取得極大值;如果左負(fù)右正,那么f(x)在這個根處取得極小值,如果左右都是正,或者左右都是負(fù),那么f(x)在這根處無極值.
如果函數(shù)在某些點(diǎn)處連續(xù)但不可導(dǎo),也需要考慮這些點(diǎn)是否是極值點(diǎn)
四、課堂練習(xí):
1.求下列函數(shù)的極值.
(1)y=x2-7x+6 (2)y=x3-27x
(1)解:y′=(x2-7x+6)′=2x-7令y′=0,解得x= .
當(dāng)x變化時(shí),y′,y的變化情況如下表.


-0+

?極小值
?
∴當(dāng)x= 時(shí),y有極小值,且y極小值=-
(2)解:y′=(x3-27x)′=3x2-27=3(x+3)(x-3)令y′=0,解得x1=-3,x2=3.
當(dāng)x變化時(shí),y′,y的變化情況如下表

-3(-3,3)3

+0-0+

?極大值54?極小值-54?
∴當(dāng)x=-3時(shí),y有極大值,且y極大值=54當(dāng)x=3時(shí),y有極小值,且y極小值=-54

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