課程內容
《函數的極值與導數》
(一)復習
一般地,函數y=f(x)在某個區間(a,b)內
1)如果恒有f′(x)﹥0,那么y=f(x)在這個區間(a,b)內單調遞增;
2)如果恒有f′(x)<0,那么y=f(x)在這個區間(a,b)內單調遞減;
f′(x)﹥0 增函數
f′(x)<0 減函數
判定函數單調性的常用方法:
(1)定義法
(2)導數法
(二)探究、
如圖,函數y=f(x)在a、b、c、d、e、f、g、h、i等點的函數值與這些點附近的函數值有什么關系,y=f(x)在這些點的導數值是多少?在這些點附近,y=f(x)的導數的符號有什么規律?
(三):講授新課 a)函數極值的定義
1)函數y=f(x)在x=a處的函數值f(a)比它在點x=a附近其它各點的函數都小,我們就說f(a)是函數的一個極小值,點a叫做極小值點。
2)函數y=f(x)在x=b處的函數值f(b)比它在點x=b附近其它各點的函數值都大,我們就說f(b)是函數的一個極大值,點b叫做極大值點。
3)極大值點,極小值點統稱為極值點,
4)極大值與極小值統稱為極值。
注:函數的極大值、極小值未必是函數的最大值、最小值。
即:極大值不一定等于最大值;極小值不一定等于最小值。
b)求函數的極值
1)如果b是f′(x)=0的一個根,并且在b的左側附近f′(x)﹥0,在右側f′(x)<0,那么f(b)是函數f(x)的一個極大值。
2)如果a是f′(x)=0的一個根,并且在a的左側附近f′(x)<0,在a右側附近f′(x)﹥0,那么f(a)是函數f(x)的一個極小值。
C)注意:
(1)函數的極值是就函數在某一點附近的小區間而言的,在函數的整個定義區間內可以能有多個極大值或極小值。
(2)極大值不一定比極小值大,
(3)要區分極值與極值點;
(4)導數等于零的點不一定是極值點。
例:y=x3
d)求函數極值的一般步驟:
(1)確定函數的定義域
(2)求方程f′(x)=0的根
(3)用方程f′(x)=0的根,順次將函數的定義域分成若干個開區間,并列成表格
(4)由f′(x)在方程f′(x)=0的根左右的符號,來判斷f(x)在這個根處取極值的情況。
口訣:左負右正為極小,左正右負為極大。
e)例題講解
例1:下圖是導函數y=f′(x)的圖象,在標記的點中,在哪一點處
(1)導函數y=f′(x)有極大值?
x=x2
(2)導函數y=f′(x)有極小值?
x=x1或x=x4
(3)函數y=f(x)有極大值?
x=x2
(4)函數y=f(x)有極小值?
x=x5
例2:求函數f(x)1/3x3-4x+4的極值
解:
因為f(x)=1/3x3-4x+4,所以f′(x)=x2-4
令f′(x)=0,解得x=2,或x=-2。
當f′(x)﹥0,即x﹥2,或x<-2;
當f′(x)<0,即-2<x<2。
當x變化時,f(x)的變化情況如下表:
x | (-∞、-2) | -2 | (-2、2) | 2 | (2、+∞) |
f′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
f(x) | 單調遞增 | 28/3 | 單調遞減 | -4/3 | 單調遞增 |
所以,當x=-2時,f(x)有極大值28/3;
當x=2時,f(x)有極小值-4/3。
例3:求下列函數的極值:
(1)f(x)=6x2-x-2; (2)f(x)=x3-27x,
解:
(1)f′(x)=12x-1,令f′(x)=0,解得x=1/12,列表:
x | ( -∞,1/12) | 1/12 | (1/12,+∞) |
f′(x) | - | 0 | + |
f(x) | 單調遞減 | 單調遞增 |
所以,當x=1/12時,f(x)有極小值f(1/12)=-49/24。
解:
(2)令f′(x)=3x2-27=0,解得x1=3,x2=-3列表:
x | ( -∞,-3) | -3 | (-3,3) | 3 | (3,+∞) |
f′(x) | 0 | 0 | |||
f(x) |
(四):課堂練習
求下列函數的極值
(1)f(x)=6+12x-x3; (2)f(x)=3x-x3。
(1)當x=-2時,f(x)有極小值-10;
當x=-1時,f(x)有極大值22。
(1)當x=-2時,f(x)有極小值-2;
當x=1時,f(x)有極大值2。
思考題:求函數y=1/4x4-4/3x3+2x2+5的極值
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楊老師
女,中教高級職稱
教學功底扎實,教學經驗豐富,對知識體系有深厚的了解。