2021年人教版高中数学选择性必修第二册讲练课件第5章5.3.2第1课时《函数的极值与导数》(含答案)

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【文档说明】2021年人教版高中数学选择性必修第二册讲练课件第5章5.3.2第1课时《函数的极值与导数》(含答案).ppt,共(68)页,1.048 MB,由MTyang资料小铺上传

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以下为本文档部分文字说明:

第五章一元函数的导数及其应用5.3导数在研究函数中的应用5.3.2函数的极值与最大(小)值第1课时函数的极值与导数情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业2学习目标核心素养1.了解极大

值、极小值的概念.(难点)2.了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件.(重点、易混点)3.会用导数求函数的极大值、极小值.(重点)1.通过极值点与极值概念的学习,体现了数学抽象的核心素养.2.借助函数极值的求法,提升学生的逻辑推理、数学

运算的核心素养.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业3情境导学探新知情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业4“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”.请同学们思考:“山势有什

么特点?”由此联想庐山的连绵起伏形成好多的“峰点”与“谷点”.这就是我们这节课研究的函数的极值.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业51.极值点与极值(1)极小值点与极小值若函数y=f(x)在点x=a的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点的

函数值都小,f′(a)=__,而且在点x=a附近的左侧__________,右侧_______,就把点a叫做函数y=f(x)的极小值点,_____叫做函数y=f(x)的极小值.0f′(x)<0f′(x)>0f(a)情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业6(2)极大值

点与极大值若函数y=f(x)在点x=b的函数值f(b)比它在点x=b附近其他点的函数值都大,f′(b)=__,而且在点x=b附近的左侧_________,右侧_______,就把点b叫做函数y=f(x)的极大值点,______叫做函数y=f(x)的极大值.(3)极大值点、极小值点统称为

______;极大值、极小值统称为_____.0f′(x)>0f′(x)<0f(b)极值点极值情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业7思考:导数为0的点一定是极值点吗?[提示]不一定,如f(x)=x3,f′(0)=0,但x=0不是f(x)=x

3的极值点.所以,当f′(x0)=0时,要判断x=x0是否为f(x)的极值点,还要看f′(x)在x0两侧的符号是否相反.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业82.求可导函数y=f(x)的极值的方法解方程f′(x)=0,当f′(x0)=0时:(1)如果

在x0附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0,那么f(x0)是______;(2)如果在x0附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0,那么f(x0)是________.极大值极小值情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业91.判断正误(

正确的打“√”,错误的打“×”)(1)极大值一定比极小值大.()(2)每一个函数都至少有一个极大值或极小值.()(3)若f′(x0)=0,则x0一定是极值点.()(4)单调函数不存在极值.()情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业10[提示](

1)极大值不一定比极小值大,∴(1)错误;(2)有的函数可能没有极值.∴(2)错;(3)若f′(x0)=0,只有导函数的变号零点,x0才是极值点,故(3)错误;(4)正确.[答案](1)×(2)×(3)×(4)√情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业112.函数f(x

)的定义域为R,导函数f′(x)的图象如图所示,则函数f(x)()A.无极大值点,有四个极小值点B.有三个极大值点,两个极小值点C.有两个极大值点,两个极小值点D.有四个极大值点,无极小值点情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业12C[设y=f′(x)的图象与x轴的交

点从左到右横坐标依次为x1,x2,x3,x4,则f(x)在x=x1,x=x3处取得极大值,在x=x2,x=x4处取得极小值.]情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业133.(多选题)下列四个函数中,在x=0处取得极值的函数是()A.

y=x3B.y=x2+1C.y=|x|D.y=2xBC[对于A,y′=3x2≥0,∴y=x3单调递增,无极值;对于B,y′=2x,x>0时y′>0,x<0时y′<0,∴x=0为极值点;对于C,根据图象,在(0,+∞)上单调递增,在(-∞,0)上单调递减,∴C符合;对

于D,y=2x单调递增,无极值.故选BC.]情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业144.函数f(x)=x+2cosx在0,π2上的极大值点为()A.0B.π6C.π3D.π2B[f′(x)=1-2sinx.

令f′(x)=0,∵x∈0,π2,∴x=π6,x∈π6,π2时f′(x)<0,x∈0,π6时,f′(x)>0.∴x=π6是f(x)在0,π2上的极大值点.]情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂

小结·提素养课时分层作业15合作探究释疑难情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业16不含参数的函数求极值【例1】求下列函数的极值:(1)y=x3-3x2-9x+5;(2)y=x3(x-5)2.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分

层作业17[解](1)∵y′=3x2-6x-9,令y′=0,即3x2-6x-9=0,解得x1=-1,x2=3.当x变化时,y′,y的变化情况如下表:x(-∞,-1)-1(-1,3)3(3,+∞)y′+0-0+y↗极大值↘极小值↗∴当x=-1时

,函数y=f(x)有极大值,且f(-1)=10;当x=3时,函数y=f(x)有极小值,且f(3)=-22.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业18(2)y′=3x2(x-5)2+2x3(x-5)=5x2(x

-3)(x-5).令y′=0,即5x2(x-3)(x-5)=0,解得x1=0,x2=3,x3=5.当x变化时,y′与y的变化情况如下表:x(-∞,0)0(0,3)3(3,5)5(5,+∞)y′+0+0-0+y↗无极值↗极大值108↘极小值0↗情境导学·

探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业19∴x=0不是y的极值点;x=3是y的极大值点,y极大值=f(3)=108;x=5是y的极小值点,y极小值=f(5)=0.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业20一般地,求函数y=f

x的极值的步骤1求出函数的定义域及导数f′x;2解方程f′x=0,得方程的根x0可能不止一个;3用方程f′x=0的根,顺次将函数的定义域分成若干个开区间,可将x,f′x,fx在每个区间内的变化情况列在同一个表格中;情境导学·探新知返首页合作探究·释疑

难课堂小结·提素养课时分层作业214由f′x在各个开区间内的符号,判断fx在f′x=0的各个根处的极值情况:如果左正右负,那么函数fx在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么函数fx在这个根处取得极小值;如果导数值在这个根左右两侧同号,那么这个根不是极值点

.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业22[跟进训练]1.求函数f(x)=3x3-3x+1的极值.[解]f′(x)=9x2-3,令f′(x)=0,得x1=-33,x2=33.当x变

化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业23x-∞,-33-33-33,333333,+∞f′(x)+0

-0+f(x)↗极大值↘极小值↗情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业24根据上表可知x1=-33为函数f(x)=3x3-3x+1的极大值点,极大值为f-33=1+233;

x2=33为函数f(x)=3x3-3x+1的极小值点,极小值为f33=1-233.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业25含参数的函数求极值【例2】已知函数f(x)

=16x3-20ax2+8a2x-a3,其中a≠0,求f(x)的极值.[思路探究]求导―→解f′x=0―→比较极值点大小―→进行讨论求极值情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业26[解]∵f(

x)=16x3-20ax2+8a2x-a3,其中a≠0,∴f′(x)=48x2-40ax+8a2=8(6x2-5ax+a2)=8(2x-a)(3x-a),令f′(x)=0,得x1=a2,x2=a3.①当a>0时,a3<a2,则随着x的变化,f′(x)

,f(x)的变化情况如下表:情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业27x-∞,a3a3a3,a2a2a2,+∞f′(x)+0-0+f(x)↗极大值↘极小值↗∴当x=a3时,函数f(x)取得极大

值,为fa3=a327;当x=a2时,函数f(x)取得极小值,为fa2=0.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业28②当a<0时,a2<a3,则随着x的变化,f′(x)

,f(x)的变化情况如下表:x-∞,a2a2a2,a3a3a3,+∞f′(x)+0-0+f(x)↗极大值↘极小值↗情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分

层作业29∴当x=a2时,函数f(x)取得极大值,为fa2=0;当x=a3时,函数f(x)取得极小值,为fa3=a327.综上,当a>0时,函数f(x)在x=a3处取得极大值a327,在x=a2处取得极小值0;当a<0时,函数f(x)在x

=a2处取得极大值0,在x=a3处取得极小值a327.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业30函数极值的注意点1求函数的极值需严格按照求函数极值的步骤进行,重点考虑两个问题:一是函数的定义域,注意判断使导数值为0的点是否在定义域内,如果不

在定义域内,需要舍去;二是检查导数值为0的点的左右两侧的导数值是否异号,若异号,则该点是极值点,否则不是极值点.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业312求解析式中含有参数的函数极值时,有时需要用分类讨论的思想才能解决问题.

讨论的依据有两种:一是看参数是否对f′x的零点有影响,若有影响,则需要分类讨论;二是看f′x在其零点附近的符号的确定是否与参数有关,若有关,则需要分类讨论.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业32[跟进训练]2.若函数f(x)=x-alnx(a∈

R),求函数f(x)的极值.[解]函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=1-ax=x-ax.(1)当a≤0时,f′(x)>0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,函数f(x)无极值.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课

时分层作业33(2)当a>0时,令f′(x)=0,解得x=a.当0<x<a时,f′(x)<0;当x>a时,f′(x)>0.∴f(x)在x=a处取得极小值,且f(a)=a-alna,无极大值.综上可知,当a≤0时,函数f(x)无极值;当a>0

时,函数f(x)在x=a处取得极小值a-alna,无极大值.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业34由极值求参数的值或取值范围【例3】(1)已知函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处取极值10,则a=()A.4或-3B.4或-1

1C.4D.-3(2)若函数f(x)=12x2+(a-1)x-alnx没有极值,则()A.a=-1B.a≥0C.a<-1D.-1<a<0情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业35[思路探究](1)由f′(1)=0且f(1)=10.求解a,b,注意检验极值的存在

条件.(2)求导分解因式主要对参数分类讨论.(按根的大小)情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业36(1)C(2)A[(1)∵f(x)=x3+ax2+bx+a2,∴f′(x)=3x2+2ax+b.由题意得f′1=3+2a+b=0,f1=1+a+b+a2=1

0,即2a+b=-3,a+b+a2=9,解得a=-3b=3,或a=4,b=-11,情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业37当a=-3b=3,时,f′(x)=3x2-6x+3=3(x-1)2≥0,故函数f(x)单调递增,无极值,不符合题意.

∴a=4.故选C.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业38(2)f′(x)=(x-1)ax+1,x>0,当a≥0时,ax+1>0,令f′(x)<0,得0<x<1;令f′(x)>0,得x>1.f(x)在

x=1处取极小值.当a<0时,方程ax+1=0必有一个正数解x=-a,情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业39①若a=-1,此正数解为x=1,此时f′(x)=x-12x≥0,f(x)在(0,+∞)上单调递增,无极值.②若a≠-1,此正数解为x

≠1,f′(x)=0必有2个不同的正数解,f(x)存在2个极值.综上,a=-1.故选A.]情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业40已知函数极值求参数的方法对于已知可导函数的极值求参数的问题,解题的切入点是极值存在的条件:极值点处的导数值为0,极值点两侧的导数值异号

.1已知可导函数的极值求参数问题的解题步骤:①求函数的导数f′x;②由极值点的导数值为0,列出方程组,求解参数.注意:求出参数后,一定要验证是否满足题目的条件.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业412对于函数无极

值的问题,往往转化为f′x≥0或f′x≤0在某区间内恒成立的问题,此时需注意不等式中的等号是否成立.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业42[跟进训练]3.若x=2是函数f(x)=x(x-m)2的极大值点,求函数f(x)

的极大值.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业43[解]∵f′(x)=(x-m)(3x-m),且f′(2)=0,∴(m-2)(m-6)=0,即m=2或m=6.(1)当m=2时,f

′(x)=(x-2)(3x-2),由f′(x)>0得x<23或x>2;由f′(x)<0得23<x<2.∴x=2是f(x)的极小值点,不合题意,故m=2舍去.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结

·提素养课时分层作业44(2)当m=6时,f′(x)=(x-6)(3x-6),由f′(x)>0得x<2或x>6;由f′(x)<0得2<x<6.∴x=2是f(x)的极大值,∴f(2)=2×(2-6)2=32.即函数f(x)的极大值为32.情境导学·探新知返首页合作

探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业45极值问题的综合应用[探究问题]1.如何画出函数f(x)=2x3-3x2-36x+16的大致图象.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业46[提示]f′(x)=6x2-6x-36=6(x2-x-6)=6(x-3)(x+2).由f

′(x)>0得x<-2或x>3,∴函数f(x)的递增区间是(-∞,-2)和(3,+∞).由f′(x)<0得-2<x<3,∴函数f(x)的递减区间是(-2,3).由已知得f(-2)=60,f(3)=-65,f(0)=16.∴结合函数单调

性及以上关键点画出函数f(x)大致图象如图所示.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业472.当a变化时,方程2x3-3x2-36x+16=a有几解?[提示]方程2x3-3x2-36x+16=a解的个数问题可转化为函数y=a与y=

2x3-3x2-36x+16的图象有几个交点的问题,结合探究点1可知:(1)当a>60或a<-65时,方程2x3-3x2-36x+16=a有且只有一解;(2)当a=60或a=-65时,方程2x3-3x2-36x+16=a有两解;(3)当-65<

a<60时,方程2x3-3x2-36x+16=a有三解.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业48【例4】已知函数f(x)=x3-3x+a(a为实数),若方程f(x)=0有三个不同实根,

求实数a的取值范围.[思路探究]求出函数的极值,要使f(x)=0有三个不同实根,则应有极大值大于0,极小值小于0,由此可得a的取值范围.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业49[解]令f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1)=0,解得x1=-1,x2=1.

当x<-1时,f′(x)>0;当-1<x<1时,f′(x)<0;情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业50当x>1时,f′(x)>0.所以当x=-1时,f(x)有极大值f(-1)=2+a;当x=1时,f(x)有极小值f(1)

=-2+a.因为方程f(x)=0有三个不同实根,所以y=f(x)的图象与x轴有三个交点,如图.由已知应有2+a>0,-2+a<0,解得-2<a<2,故实数a的取值范围是(-2,2).情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课

时分层作业511.(改变条件)本例中,若方程f(x)=0恰有两个根,则实数a的值如何求解?[解]由例题知,函数的极大值f(-1)=2+a,极小值f(1)=-2+a,若f(x)=0恰有两个根,则有2+a=0,或-2+a=0,所以a=-2或a

=2.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业522.(改变条件)本例中,若方程f(x)=0有且只有一个实根,求实数a的范围.[解]由例题可知,要使方程f(x)=0有且只有一个实根,只需2+a<0或-2+a>0,即a<-2或a>2.情境导学·

探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业533.(变条件、变结论)讨论方程lnxx=a的根的情况.[解]令f(x)=lnxx,则定义域为(0,+∞),f′(x)=1-lnxx2.令f′(x)=0,得x=e.当x变化时,f′(x)与f(x)的变化情况如下表

:情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业54x(0,e)e(e,+∞)f′(x)+0-f(x)↗1e↘情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业55因此,x=

e是函数f(x)的极大值点,极大值为f(e)=1e,函数f(x)没有极小值点.其图象如图.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业56∴当0<a<1e时,lnxx=a有两个不同的根;当a=1e或a≤0时,lnxx

=a只有一个根;当a>1e时,lnxx=a没有实数根.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业57利用导数求函数零点的个数1利用导数可以判断函数的单调性;2研究函数的极值情

况;3在上述研究的基础上突出函数的大致图象;4直观上判断函数的图象与x轴的交点或两个图象的交点的个数.若含有参数,则需要讨论极值的正负.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业58课堂小结

提素养情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业591.若函数y=f(x)在区间(a,b)内有极值,那么y=f(x)在(a,b)内绝不是单调函数,即在某区间上单调函数没有极值.

2.已知函数的极值情况,逆向应用确定函数的解析式,研究函数性质时,需注意两点:(1)常根据极值点处导数为0和极值两个条件列方程组,利用待定系数法求解.(2)因为函数在一点的导数值等于零不是此点为极值点的充要条件,所以利用待定

系数法求解后必须验证极值点的合理性.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业603.已知函数零点(方程根)的个数,求参数取值范围的三种常用的方法:(1)直接法,直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离

参数法,先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业61(3)数形结合法,先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.一是转化为两个函数y=g(x),y=h(

x)的图象的交点个数问题,画出两个函数的图象其交点的个数就是函数零点的个数,二是转化为y=a,y=g(x)的图象的交点个数问题.情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业621.函数f(x)的定义域为R,它的导函数y=f′(x)的部分图象如图所示,则下面结论错误的是

()A.在(1,2)上函数f(x)为增函数B.在(3,4)上函数f(x)为减函数C.在(1,3)上函数f(x)有极大值D.x=3是函数f(x)在区间[1,5]上的极小值点情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业63D[由题图可知

,当1<x<2时,f′(x)>0,当2<x<4时,f′(x)<0,当4<x<5时,f′(x)>0,∴x=2是函数f(x)的极大值点,x=4是函数f(x)的极小值点,故A,B,C正确,D错误.]情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业64

2.设函数f(x)=xex,则()A.x=1为f(x)的极大值点B.x=1为f(x)的极小值点C.x=-1为f(x)的极大值点D.x=-1为f(x)的极小值点D[令f′(x)=ex+x·ex=(1+x)ex=0,得x=-1.当x<-1时,f′(x)<0;当x>-1时,f′(x)>0.故当x=

-1时,f(x)取得极小值.]情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业653.已知函数f(x)=x3+3ax2+3(a+2)x+1既有极大值又有极小值,则实数a的取值范围是______

__.(-∞,-1)∪(2,+∞)[f′(x)=3x2+6ax+3(a+2),∵函数f(x)既有极大值又有极小值,∴方程f′(x)=0有两个不相等的实根,∴Δ=36a2-36(a+2)>0,即a2-a-2>0,解得

a>2或a<-1.]情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业664.已知函数f(x)=2ef′(e)lnx-xe,则函数f(x)的极大值为______.2ln2[f′(x)=2ef′ex-1e,故f′(e)=2ef′ee-1e,解得f

′(e)=1e,所以f(x)=2lnx-xe,f′(x)=2x-1e.由f′(x)>0得0<x<2e,f′(x)<0得x>2e.所以函数f(x)在(0,2e)单调递增,在(2e,+∞)单调递减,故f(x)的极大值为f(2e)=2

ln2e-2=2ln2.]情境导学·探新知返首页合作探究·释疑难课堂小结·提素养课时分层作业67点击右图进入…课时分层作业Thankyouforwatching!

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