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高中数学人教版选修1-1 第三章 导数及其应用 函数的最大(小)值与导数

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点处函数值与端点处函数值的大小才能确定函数的最值;

(2)若f(x)的定义域是开区间且只有一个极值点,则该极值点就是最值点.

[跟踪训练]

1-x?1?

已知函数f(x)=x+lnx,求f(x)在?2,2?上的最大值和最小值.

?

?

[解] 易知f(x)的定义域为(0,+∞). 1-x1

∵f(x)=x+lnx=x-1+lnx, 11x-1

∴f′(x)=x-x2=x2. 令f′(x)=0,得x=1.

?1??在2,2?上,当x变化时,f′(x)与f(x)的变化情况如下表: ??

?1??,1? ?2?x 1 (1,2] f′(x) f(x) - 0 极小值 + ?1?

∴在?2,2?上,当x=1时,f(x)取得极小值,也是最小值,且f(1)

??

=0.

?1?11??又f2=1+ln2=1-ln2,f(2)=-2+ln2, ???1?311e3

∴f?2?-f(2)=2-2ln2=2×(3-4ln2)=2ln16>0, ???1?

∴f?2?>f(2), ??

?1??1?

∴f(x)在?2,2?上的最大值为f?2?=1-ln2,最小值为f(1)=0.

????

题型二 含参数的函数最值问题 思考:怎样求解析式中的参数?

提示:利用极值与导数的关系,即在某点有极值,则在某点的导数为0.

已知k为实数,f(x)=(x2-4)(x+k).

(1)求导函数f′(x);

(2)若x=-1是函数f(x)的极值点,求f(x)在区间[-2,2]上的最大值和最小值.

[思路导引] 因为在x=-1处取得极值,所以f′(-1)=0,则求出参数k.

[解] (1)∵f(x)=x3+kx2-4x-4k,∴f′(x)=3x2+2kx-4. 1

(2)由f′(-1)=0,得k=-2. 1

∴f(x)=x3-2x2-4x+2,f′(x)=3x2-x-4. 4

由f′(x)=0,得x=-1或x=3.

9?4?50

又f(-2)=0,f(-1)=2,f?3?=-27,f(2)=0,

??

950

∴f(x)在区间[-2,2]上的最大值为2,最小值为-27.

已知函数最值求参数,可先求出函数在给定区间上的极值及函数在区间端点处的函数值,通过比较它们的大小,判断出哪个是最大值,哪个是最小值,结合已知求出参数,进而使问题得以解决.

[跟踪训练]

若f(x)=ax3-6ax2+b,x∈[-1,2]的最大值是3,最小值是-29,

求a,b的值.

[解] f′(x)=3ax2-12ax=3a(x2-4x). 令f′(x)=0,得x=0,x=4. ∵x∈[-1,2],∴x=0. 由题意知a≠0.

①若a>0,则f′(x),f(x)随x变化的情况如下表: x f′(x) f(x) (-1,0) + 0 0 最大值3 (0,2) - 当x=0时,f(x)取最大值f(0)=b=3. 又f(2)=8a-24a+3=-16a+3, f(-1)=-7a+3>f(2),

∴当x=2时,f(x)取最小值,-16a+3=-29, ∴a=2.

②若a<0,则f′(x),f(x)随x变化的情况如下表:

x f′(x) f(x) (-1,0) - 0 0 最小值-29 (0,2) + ∴当x=0时,f(x)取最小值f(0)=b=-29. 又f(2)=-16a-29,f(-1)=-7a-29

???a=2,?a=-2,综上:?或?

??b=3b=-29.??

题型三 与函数最值有关的恒成立问题 思考:有关恒成立问题怎样解决?

提示:与恒成立有关的问题,就是转化为求最值问题.

设函数f(x)=tx2+2t2x+t-1(x∈R,t>0).

(1)求f(x)的最小值h(t);

(2)若h(t)<-2t+m对t∈(0,2)恒成立,求实数m的取值范围.

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