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    高中数学第一章1.3《函数的最大(小)值与导数》(选修2-2)

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    课程内容

    《函数的最大(小)值与导数》
    一、复习与引入
    1.池函数f(x)在x0处连续时,判别f(x)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;
    2.对于可导函数而言,导函数为零的点中该点为极值点的必要条件,而不是充分条件。可导函数的极值只能在函数导数为零的点取得。
    3.在某些问题中,往往关心的是函数在一个定义区间上,哪个值最大,哪个值最小,而还是极值。
    二、用课——函数的最值
    观察右边一个定义在区间[a,b]上的函数y=f(x)的图象。发现图中f(x1)、f(x3是极小值,f(x2是极大值,在区间上的函数的最大值是f(b),最小值是f(x3
    问题在于如果在没有给出函数图象的情况下,怎样才能判断出f(x3)是最小值,而f(b)是最大值呢?

    导数的应用——求函数最值
    求可导函数f(x)在闭区间[a,b]上的最值的步骤:
    (1)求f(x)在区间(a,b)内的极值(极大值或极小值)
    (2)将y=f(x)的积极值与f(a)、f(b)(端点处)比较,其中最大的一个最大值,最小的一个为最小值。
    求函数的最值时,应注意以下点:
    (1)函数的极值是在局部范围内讨论问题,是一个局部概念,而函数的最值是对某个区间或整个定义域而言。
    (2)闭区间[a,b]上的连续函数一定有最值,开区间(a,b)内的可导函数不一定有最值,但若有唯一的极值,则此极值就是函数的最值。
    (3)函数在其定义域上的最大值与最小值至多各有一个,而函数的极值则可能不止一个,也可能没有极值,并且极大值不一定就是最大值,极小值不一定就是最小值。
    例1、求函数f(x)=x2-4x+6在区间[1,5]内的极值与最值
    法二、解、f′(x)=2x-4
    令f′(x)=0,即2x-4=0,得x=2

       x    1   (1,2)      2     (2,5)    5
       y′        -    0     +   
       y    3     ↘    2    ↗    11

    故函数f(x)在区间[1,5]内的极小值为2,最大值为11,最小值为2。
    例2:求函数y=x4-2x2+5在区间[-2,2]上的最大值与最小值。
    解:y′=4x-4x,  令y′=0,解得x=-1,0,1。
    当x变化时,y′,y的变化情况如下表:

     x   -2  (-2,-1)   -1  (-0,1)   0  (0,1)   1   (1、2)   2
     y′   -   -   0   +   0   -   0   +  
     y   13   ↘   4   ↗   5   ↘   4   ↗  13 

    从上表可知,最大值是13,最小值是4。
    例3:函数f(x)=x3+3x2-9x在[-4,4]上的最大什为         ,最小值为      
    分析:(1)由f′(x)=3x2+6x-9=0,得x1=-3,x2=1
    当x变化时,f′(x)f(x)的变化情况如下表:

     x  -4 (-4,-3)   -3 (-3,1)   1 (1,4)   4
     f′(x)    +  0  -  0  +  
     f(x) 20   增 27   减 -5   增 76 
    比较以上各函数值,
    可知函数在[-4,4]上最大值为f(4)=76。
    例4:已知P为抛物线y=x2上任意一点,则当点P到直线x+y+2=0的距离最小时,求点P到抛物线准线的距离
    分析:点P到直线距离最小时,抛物线在点P处地切线斜率为-1,即函数在点P处的导数是-1,令P(a,b),于是有:2a=-1所以P(-1/2,1/4)准线方程为y=-1/4,故点P到准线的距离为1/2
    五、小结
    1、求可导数f(x)在[a,b]上的最值的步骤:
    (1)求f(x)在[a,b]内的极值;
    (2)将f(x)有各极值与f(a)、f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个最小值。
    2.求函数的最值时,应注意以下几点:
    (1)要正确区分极值与最值这两个概念。
    (2)在[a,b]上连续,(a,b)上可导的函数f(x)在(a,b)内未必有最大值与最小值,但在[a,b]上必有最大与最小值。
    六、课后作业
    1)课本第32页A组(6)
    2)已知函数f(x)=x2-2(m-1)x+4在区间[1,5]内的最小值为2,求m的值。

    评论3

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    [河南省郑州市] 很nice

    138****1658

    2020-02-05 17:45:49

    [广东省深圳市] 点赞

    tzuce138

    2018-08-21 22:45:29

    [甘肃省平凉市] 老师讲得好细致,感觉在学校听一遍,在家又学一遍,成绩重回前五妥妥的

    150****0580

    2017-02-15 22:37:05

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