2017年高考數學函數的極值與導數的關系

2017-03-08 15:40:25 來源:精品學習網

   為了幫助大家能夠對自己多學的知識點有所鞏固,下文整理了這篇高考數學復習資料,希望可以幫助到大家!

  高考數學知識點:函數的極值與導數的關系

  極值的定義:

  (1)極大值: 一般地,設函數f(x)在點x0附近有定義,如果對x0附近的所有的點,都有f(x)

  (2)極小值:一般地,設函數f(x)在x0附近有定義,如果對x0附近的所有的點,都有f(x)>f(x0),就說f(x0)是函數f(x)的一個極小值,記作y極小值=f(x0),x0是極小值點。

  極值的性質:

  (1)極值是一個局部概念,由定義知道,極值只是某個點的函數值與它附近點的函數值比較是最大或最小,并不意味著它在函數的整個的定義域內最大或最小;

  (2)函數的極值不是唯一的,即一個函數在某區間上或定義域內極大值或極小值可以不止一個;

  (3)極大值與極小值之間無確定的大小關系,即一個函數的極大值未必大于極小值;

  (4)函數的極值點一定出現在區間的內部,區間的端點不能成為極值點,而使函數取得最大值、最小值的點可能在區間的內部,也可能在區間的端點。

  判別f(x0)是極大、極小值的方法:

  若x0滿足,且在x0的兩側f(x)的導數異號,則x0是f(x)的極值點, 是極值,并且如果在x0兩側滿足“左正右負”,則x0是f(x)的極大值點,f(x0)是極大值;如果在x0兩側滿足“左負右正”,則x0是f(x)的極小值點,f(x0)是極小值。

  求函數f(x)的極值的步驟:

  (1)確定函數的定義區間,求導數f′(x);

  (2)求方程f′(x)=0的根;

  (3)用函數的導數為0的點,順次將函數的定義區間分成若干小開區間,并列成表格,檢查f′(x)在方程根左右的值的符號,如果左正右負,那么f(x)在這個根處取得極大值;如果左負右正,那么f(x)在這個根處取得極小值;如果左右不改變符號即都為正或都為負,則f(x)在這個根處無極值。

  對函數極值概念的理解:

  極值是一個新的概念,它是研究函數在某一很小區域時給出的一個概念,在理解極值概念時要注意以下幾點:

  ①按定義,極值點x0是區間[a,b]內部的點,不會是端點a,b(因為在端點不可導).如圖

  ②極值是一個局部性概念,只要在一個小領域內成立即可.要注意極值必須在區間內的連續點取得.一個函數在定義域內可以有許多個極小值和極大值,在某一點的極小值也可能大于另一個點的極大值,也就是說極大值與極小值沒有必然的大小關系,即極大值不一定比極小值大,極小值不一定比極大值小,如圖.

  ③若fx)在(a,b)內有極值,那么f(x)在(a,b)內絕不是單調函數,即在區間上單調的函數沒有極值.

  ④若函數f(x)在[a,b]上有極值且連續,則它的極值點的分布是有規律的,相鄰兩個極大值點之間必有一個極小值點,同樣相鄰兩個極小值點之間必有一個極大值點,一般地,當函數f(x)在[a,b]上連續且有有

  限個極值點時,函數f(x)在[a,b]內的極大值點、極小值點是交替出現的,

  ⑤可導函數的極值點必須是導數為0的點,但導數為0的點不一定是極值點,不可導的點也可能是極值點,也可能不是極值點,

  函數的最大值和最小值:

  在閉區間[a,b]上連續的函數f(x)在[a,b]上必有最大值與最小值,分別對應該區間上的函數值的最大值和最小值。

  利用導數求函數的最值步驟:

  (1)求f(x)在(a,b)內的極值;

  (2)將f(x)的各極值與f(a)、f(b)比較得出函數f(x)在[a,b]上的最值。

  用導數的方法求最值特別提醒:

  ①求函數的最大值和最小值需先確定函數的極大值和極小值,因此,函數極大值和極小值的判別是關鍵,極值與最值的關系:極大(小)值不一定是最大(小)值,最大(小)值也不一定是極大(小)值;

  ②如果僅僅是求最值,還可將上面的辦法化簡,因為函數fx在[a,b]內的全部極值,只能在f(x)的導數為零的點或導數不存在的點取得(下稱這兩種點為可疑點),所以只需要將這些可疑點求出來,然后算出f(x)在可疑點處的函數值,與區間端點處的函數值進行比較,就能求得最大值和最小值;

  ③當f(x)為連續函數且在[a,b]上單調時,其最大值、最小值在端點處取得。

  生活中的優化問題:

  生活中經常遇到求利潤最大、用料最省、效率最高等問題,這些問題通常稱為優化問題,解決優化問題的方法很多,如:判別式法,均值不等式法,線性規劃及利用二次函數的性質等,

  不少優化問題可以化為求函數最值問題.導數方法是解這類問題的有效工具.

  用導數解決生活中的優化問題應當注意的問題:

  (1)在求實際問題的最大(小)值時,一定要考慮實際問題的意義,不符合實際意義的值應舍去;

  (2)在實際問題中,有時會遇到函數在區間內只有一個點使f'(x)=0的情形.如果函數在這點有極大(小)值,那么不與端點比較,也可以知道這就是最大(小)值;

  (3)在解決實際優化問題時,不僅要注意將問題中涉及的變量關系用函數關系表示,還應確定出函數關系式中自變量的定義區間.

  利用導數解決生活中的優化問題:

  (1)運用導數解決實際問題,關鍵是要建立恰當的數學模型(函數關系、方程或不等式),運用導數的知識與方法去解決,主要是轉化為求最值問題,最后反饋到實際問題之中.

  (2)利用導數求f(x)在閉區間[a,時間管理,b]上的最大值和最小值的步驟,

  ①求函數y =f(x)在(a,b)上的極值;

  ②將函數y=f(x)的各極值與端點處的函數值f(a)、f(b)比較,其中最大的一個是最大值,最小的一個是最小值.

  (3)定義在開區間(a,b)上的可導函數,如果只有一個極值點,該極值點必為最值點.

  以上就是育路網的編輯為各位考生帶來的高考數學復習資料,希望給各位考生帶來幫助。

  (責任編輯:盧雁明)

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