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1、(人教版)精品數(shù)學(xué)教學(xué)資料
3.3.2 函數(shù)的極值與導(dǎo)數(shù)
課時目標(biāo) 1.了解函數(shù)在某點取得極值的必要條件和充分條件.2.會用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的極大值、極小值(其中多項式函數(shù)一般不超過三次).
1.若函數(shù)y=f(x)在點x=a的函數(shù)值f(a)比它在點x=a附近其他點的函數(shù)值都小,f′(a)=0,而且在點x=a附近的左側(cè)__________,右側(cè)__________.類似地,函數(shù)y=f(x)在點x=b的函數(shù)值f(b)比它在點x=b附近其他點的函數(shù)值都大,f′(b)=0,而且在點x=b附近的左側(cè)__________,右側(cè)__________.
我們把點a叫做函數(shù)y=f(x)的_____
2、_______,f(a)叫做函數(shù)y=f(x)的__________;點b叫做函數(shù)y=f(x)的________________,f(b)叫做函數(shù)y=f(x)的__________.極小值點、極大值點統(tǒng)稱為__________,極大值和極小值統(tǒng)稱為________.極值反映了函數(shù)在____________________的大小情況,刻畫的是函數(shù)的________性質(zhì).
2.函數(shù)的極值點是______________的點,導(dǎo)數(shù)為零的點__________(填“一定”或“不一定”)是函數(shù)的極值點.
3.一般地,求可導(dǎo)函數(shù)f(x)的極值的方法是:
解方程f′(x)=0.當(dāng)f′(x0)=0時:
3、(1)如果在x0附近的左側(cè)__________,右側(cè)__________,那么f(x0)是__________;
(2)如果在x0附近的左側(cè)__________,右側(cè)__________,那么f(x0)是__________;
(3)如果f′(x)在點x0的左右兩側(cè)符號不變,則f(x0)____________.
一、選擇題
1. 函數(shù)f(x)的定義域為R,導(dǎo)函數(shù)f′(x)的圖象如圖,則函數(shù)f(x)( )
A.無極大值點,有四個極小值點
B.有三個極大值點,兩個極小值點
C.有兩個極大值點,兩個極小值點
D.有四個極大值點,無極小值點
2.已知函數(shù)f(x),x∈R,
4、且在x=1處,f(x)存在極小值,則( )
A.當(dāng)x∈(-∞,1)時,f′(x)>0;當(dāng)x∈(1,+∞)時,f′(x)<0
B.當(dāng)x∈(-∞,1)時,f′(x)>0;當(dāng)x∈(1,+∞)時,f′(x)>0
C.當(dāng)x∈(-∞,1)時,f′(x)<0;當(dāng)x∈(1,+∞)時,f′(x)>0
D.當(dāng)x∈(-∞,1)時,f′(x)<0;當(dāng)x∈(1,+∞)時,f′(x)<0
3.函數(shù)f(x)=x+在x>0時有( )
A.極小值
B.極大值
C.既有極大值又有極小值
D.極值不存在
4.函數(shù)f(x)的定義域為(a,b),導(dǎo)函數(shù)f′(
5、x)在(a,b)內(nèi)的圖象如圖所示,則函數(shù)f(x)在開區(qū)間(a,b)內(nèi)有極小值點( )
A.1個 B.2個 C.3個 D.4個
5.函數(shù)f(x)=x3-3bx+3b在(0,1)內(nèi)有且只有一個極小值,則( )
A.0<b<1 B.b<1 C.b>0 D.b<
6.已知f(x)=x3+ax2+(a+6)x+1有極大值和極小值,則a的取值范圍為( )
A.-1<a<2 B.-3<a<2
C.a(chǎn)<-
6、1或a>2 D.a(chǎn)<-3或a>6
題 號
1
2
3
4
5
6
答 案
二、填空題
7.若函數(shù)f(x)=在x=1處取極值,則a=______.
8.函數(shù)f(x)=ax3+bx在x=1處有極值-2,則a、b的值分別為________、________.
9.函數(shù)f(x)=x3-3a2x+a(a>0)的極大值為正數(shù),極小值為負(fù)數(shù),則a的取值范圍是________.
三、解答題
10.求下列函數(shù)的極值.
(1)f(x)=x3-12x;(2)f(x)=xe-x.
11.設(shè)函數(shù)
7、f(x)=x3-x2+6x-a.
(1)對于任意實數(shù)x,f′(x)≥m恒成立,求m的最大值;
(2)若方程f(x)=0有且僅有一個實根,求a的取值范圍.
能力提升
12.已知函數(shù)f(x)=(x-a)2(x-b)(a,b∈R,a<b).
(1)當(dāng)a=1,b=2時,求曲線y=f(x)在點(2,f(2))處的切線方程;
(2)設(shè)x1,x2是f(x)的兩個極值點,x3是f(x)的一個零點,且x3≠x1,x3≠x2.
證明:存在實數(shù)x4,使得x1,x2,x3,x4按某種順序排列后構(gòu)成等差數(shù)列,并求x4.
1.求函數(shù)的極
8、值問題要考慮極值取到的條件,極值點兩側(cè)的導(dǎo)數(shù)值異號.
2.極值問題的綜合應(yīng)用主要涉及到極值的正用和逆用,以及與單調(diào)性問題的綜合,利用極值可以解決一些函數(shù)解析式以及求字母范圍的問題.
3.3.2 函數(shù)的極值與導(dǎo)數(shù)
答案
知識梳理
1.f′(x)<0 f′(x)>0 f′(x)>0 f′(x)<0 極小值點 極小值 極大值點 極大值 極值點 極值 某一點附近 局部
2.導(dǎo)數(shù)為零 不一定
3.(1)f′(x)>0 f′(x)<0 極大值 (2)f′(x)<0 f′(x)>0 極小值 (3)不是極值
作業(yè)設(shè)計
1.C
2.
9、C [∵f(x)在x=1處存在極小值,
∴x<1時,f′(x)<0,x>1時,f′(x)>0.]
3.A [∵f′(x)=1-,由f′(x)>0,
得x>1或x<-1,又∵x>0,∴x>1.
由得0<x<1,即在(0,1)內(nèi)f′(x)<0,
在(1,+∞)內(nèi)f′(x)>0,
∴f(x)在(0,+∞)上有極小值.]
4.A [f(x)的極小值點左邊有f′(x)<0,極小值點右邊有f′(x)>0,因此由f′(x)的圖象知只有1個極小值點.]
5.A [f′(x)=3x2-3b,要使f(x)在(
10、0,1)內(nèi)有極小值,則,即,
解得0<b<1.]
6.D [∵f′(x)=3x2+2ax+a+6,
∴f′(x)的圖象是開口向上的拋物線,只有當(dāng)Δ=4a2-12(a+6)>0時,圖象與x軸的左交點兩側(cè)f′(x)的值分別大于零、小于零,右交點左右兩側(cè)f′(x)的值分別小于零、大于零.所以才會有極大值和極小值.
∴4a2-12(a+6)>0得a>6或a<-3.]
7.3
解析 f′(x)==.
∵f′(1)=0,∴=0,∴a=3.
8.1?。?
解析 因為f′(x)=3ax2+b,
所以f′(1)=3a+b=0.
11、 ①
又x=1時有極值-2,所以a+b=-2. ②
由①②解得a=1,b=-3.
9.
解析 ∵f′(x)=3x2-3a2(a>0),∴f′(x)>0時得:x>a或x<-a,f′(x)<0時,得-a<x<a.
∴當(dāng)x=a時,f(x)有極小值,x=-a時,f(x)有極大值.
由題意得:解得a>.
10.解 (1)函數(shù)f(x)的定義域為R.
f′(x)=3x2-12=3(x+2)(x-2).
令f′(x)=0,得x=-2或x=2.
當(dāng)x變化時,f′(
12、x),f(x)的變化情況如下表:
x
(-∞,-2)
-2
(-2,2)
2
(2,+∞)
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
極大值
極小值
從表中可以看出,當(dāng)x=-2時,函數(shù)f(x)有極大值,且f(-2)=(-2)3-12×(-2)=16;
當(dāng)x=2時,函數(shù)f(x)有極小值,
且f(2)=23-12×2=-16.
(2)f′(x)=(1-x)e-x.令f′(x)=0,解得x=1.
當(dāng)x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
(-∞,1)
1
(1,+∞)
f′(x)
+
0
13、-
f(x)
極大值
函數(shù)f(x)在x=1處取得極大值f(1),且f(1)=.
11.解 (1)f′(x)=3x2-9x+6.
因為x∈(-∞,+∞),f′(x)≥m,
即3x2-9x+(6-m)≥0恒成立,
所以Δ=81-12(6-m)≤0,解得m≤-,
即m的最大值為-.
(2)因為當(dāng)x<1時,f′(x)>0;
當(dāng)1<x<2時,f′(x)<0;
當(dāng)x>2時,f′(x)>0.
所以當(dāng)x=1時,f(x)取極大值f(1)=-a;
當(dāng)x=2時,f(x)取極小值f(2)=2-a,
故當(dāng)f(2)>0或f(1)&
14、lt;0時,f(x)=0僅有一個實根.
解得a<2或a>.
12.(1)解 當(dāng)a=1,b=2時,f(x)=(x-1)2(x-2),
因為f′(x)=(x-1)(3x-5),
故f′(2)=1,又f(2)=0,
所以f(x)在點(2,0)處的切線方程為y=x-2.
(2)證明 因為f′(x)=3(x-a)(x-),
由于a<b,故a<,
所以f(x)的兩個極值點為x=a,x=.
不妨設(shè)x1=a,x2=,
因為x3≠x1,x3≠x2,且x3是f(x)的零點,
故x3=b.
又因為-a=2(b-),
x4=(a+)=,
此時a,,,b依次成等差數(shù)列,
所以存在實數(shù)x4滿足題意,且x4=.