資源簡介 5.4 導數與函數的極值、最值基礎知識1 極值的概念若在點附近的左側,右側則稱為函數的極小值點,稱為函數的極小值;若在點附近的左側,右側,則稱為函數的極大值點,稱為函數的極大值.極小值點、極大值點統稱為極值點,極大值和極小值統稱為極值.PS:① 把函數圖象看成一座“山脈”,極大值就是“山峰”,極小值就是“山谷”, 如下圖;② 極值是“函數值”,極值點是“自變量值”,如下圖有極大值和,極小值和,極大值點和,極小值點和.③ 對于極值還有特別強調一下Eg 設是函數的極值點,則下列說法準確的是( )A. 必有 B.不存在C. 或不存在 D.存在但可能不為解析:函數,,但時,時,;故根據極值的定義,不是函數的極值點,這個從函數圖象也很容易知道.又如函數,當時,; 當時,;所以在處取到極值,但在導數不存在;故選.總結① 若可導,且是的解;② 若是的解,.③ 定義很重要.2 求函數的極值的方法解方程,當時:(1) 如果在附近的左側,右側,那么是極大值;(2) 如果在附近的左側,右側,那么是極小值.3 函數在上的最大值與最小值的步驟(1)求函數在內的極值;(2)將函數的各極值與端點處的函數值,比較,其中最大的一個是最大值,最小的一個是最小值.基本方法【題型1】 極值的概念【典題1】 已知函數 的導函數 的圖象如圖所示,那么 ( )A. - 1 是函數 的極小值點 B. 1 是函數 的極大值點C. 2 是函數 的極大值點 D. 函數 有兩個極值點解析 根據函數 的導函數 的圖象可知但當 時, 時, 時,不是極值點,2 是函數 的極大值點故選: .【典題2】若函數 在 處有極大值,則常數 為A. 2 B. 6 C. 2 或 6 D. -2 或 -6解析 函數 ,它的導數為 ,由題意知,在 處的導數值為 ,或 ,又函數 在 處有極大值,故導數值在 處左側為正數,右側為負數.當 時,,不滿足導數值在 處左側為正數,右側為負數.當 時,,滿足導數值在 處左側為正數,右側為負數. 故 .故選: B.【鞏固練習】1. (★) 下列四個函數,在 處取得極值的函數是( )(1) ; (2) ; (3) ; (4) .A. (1)(2) B. (2)(3) C. (3)(4) D. (1)(3)答案 B解析 (1) 恒成立,所以函數在 上遞增,無極值點,(2) ,當 時函數單調遞增; 當 時函數單調遞減且 (2)符合 ,(3)結合該函數圖象可知在 遞增,在 遞減,(3)符合,(4) 在 上遞增,無極值點,故選: B.2. (★) (多選)判斷下列命題正確的是( )A. 函數的極小值一定比極大值小B. 對于可導函數 ,若 ,則 為函數的一個極值點C. 函數 在 內單調,則函數 在 內一定沒有極值D. 三次函數在 上可能不存在極值答案 CD解析 對于 選項,根據極值定義,函數的極小值不一定比極大值小,則 選項錯誤;對于 選項,若 或 恒成立,則 無極值點,此時導函數的零點為函數拐點,則 選項錯誤;對于 選項, 在 內單調,因為區間為開區間,所以取不到極值,則 選項正確;對于 選項,三次函數求導以后為二次函數,若 或 恒成立,則 無極值點,故 選項正確.故選: .3. (★★)若函數處取得極值( )A. B. C. D.答案 D解析 ,由題意得:解得:,故選:.4. (★★) 已知函數 在 上既有極大值,也有極小值,則實數 的取值范圍是( )A. B. C. 且 D. 或答案 C解析 ,函數 在 上既有極大值,也有極小值,且且故選: .5. (★★★)設函數 滿足 ,若 ,則A. 有極大值,無極小值 B. 有極小值,無極大值C. 既有極大值又有極小值 D. 既無極大值也無極小值答案 D解析 令 ,則 ,且 .由 ,得 ,.當 時,,當 時,,所以 在 上單調遞減,在 上單調遞增.所以 ,所以 在 上恒成立,所以 在 上單調遞增,所以 既無極大值也無極小值.故選: D.6. (★★★)若函數 在 上有且僅有一個極值點,則實數 的取值范圍為 .答案解析 函數 ,則 ,因為函數 在 上有且僅有一個極值點,即 在 上有且僅有一個根,且在根的兩側導數值異號,又因為 在 上單調遞增,所以,根據函數零點存在定理可得 即可,即 ,解得 ,故答案為: .【題型2】 求函數極值【典題1】 函數為自然對數的底數),則下列說法正確的是( )A.上只有一個極值點 B.上沒有極值點C.處取得極值點 D.處取得極值點解析 ,令,,所以當時,單調遞減,當時,單調遞增,所以,由于,所以,所以上存在一個零點為,所以的解為的解,所以函數至少存在,兩個極值點,故錯誤,正確;因為,所以處沒有取得極值點,故錯誤.故選:.【典題2】(多選)已知函數 是不為零的常數 ,則A. 函數 的極大值點為負 B. 函數 的極大值點為正C. 函數 的極大值為正 D. 函數 的極大值為負解析 函數 的定義域為 ,求導得 ,設 ,于是方程 一定有兩根 ,令 ,則 ,顯然當 或 時,,當 時,,因此函數 的極大值點 為負,故 正確, 錯誤;函數 有兩個零點,當 小于最小的零點時,,即恒有 ,而由 ,可得 的兩個零點為 和 ,當 時, 的最小零點為 0 ,有 ;當 時, 的最小零點為 ,而 ,即 ,從而 小于 最小的零點,即有 ,因此 的極大值 ,故 正確, 錯誤.故選: AC.【鞏固練習】1. (★) (多選)若函數 ,則A. 函數 只有極大值沒有極小值 B. 函數 只有最大值沒有最小值C. 函數 只有極小值沒有極大值 D. 函數 只有最小值沒有最大值答案 CD解析 ,則 ,由 ,得 ,則當 時, 單調遞增,當 時, 單調遞減,函數 只有極小值沒有極大值,函數 只有最小值沒有最大值.故選: .2. (★★)已知函數是函數的極值點,以下幾個結論中正確的是( )A. B.C. D.答案 D解析 函數,時單調遞增,是函數的極值點,,又時,,根據零點判定定理可知,又,令則的對稱軸是)遞增,故,故,故選:.3. (★★★)(多選)已知函數 的定義域為 ,則A. 為奇函數 B. 在 上單調遞減C. 恰有 2 個極值點 D. 有且僅有 2 個極大值點答案 ABD解析 A. 函數的定義域為 ,關于原點對稱,又 ,所以函數 為奇函數,故 正確;B. 由 ,得 ,當 時,,所以函數 在 上單調遞減,故 正確;C. 顯然 ,當 時,令 ,則 ,所以 ,分別作出 和 在 的圖象,由圖可知,這兩個函數的圖象在區間 上共有 4 個公共點,且圖象在這些公共點處都不相切,故 在區間 上的極值點的個數為 4 ,有 2 個極大值點,故 錯誤, 正確.故選: .4. (★★★★)已知函數的圖象在點處的切線與直線平行.(1)求實數的值;(2)討論極值點的個數.答案 (1) ;(2) 當時,函數的極值點個數為;當時,函數的極值點個數為;當時,函數的極值點個數為.解析 (1),由題意可得,所以,所以.(2)由(1)知,,令,則極值點的個數即為函數的變號零點的個數,所以,①當時,上恒成立,所以上單調遞增,因為,所以函數上只有一個變號零點,所以當時,函數的極值點個數為;②若,則當時,,當時,,所以函數上單調遞減,在上單調遞增,所以的最小值為,(ⅰ)若,即,則函數上沒有變號零點,所以當,函數的極值點個數為;(ⅱ)若,即,則,令,所以,所以上單調遞減,所以,即,,即,且,因為函數上單調遞減,在上單調遞增,所以函數在(0,a),上各有一個變號零點,所以當時,函數的極值點個數為.綜上所述,當時,函數的極值點個數為;當時,函數的極值點個數為;當時,函數的極值點個數為.【題型3】 求函數最值【典題1】 函數 在 取最大值時A. 0 B. C. D.解析 ,,令 ,即 ,解得: ,時, 時,,故 在 上單調遞增,在 上單調遞減,故 時, 取最大值,故選: B.【典題2】已知 .(1)求函數 在區間 上的最小值;(2)對于任意 ,都有 成立,求實數 的取值范圍.解析 (1) ,當 時,,當且僅當 時,等號成立,在 上單調遞增,故 在 的最小值為 .(2)由(1)知,函數 在 上為增函數,當 時,,由于對于 ,使得 成立,所以 ,即 對于任意 成立,易知 對于任意 成立,則 ,對于任意成立,所以,可化為即對于任意 成立,即 成立,即對于任意 成立,所以 對于任意 成立,即 任意 成立,所以 ,又 ,可得 ,所以 的取值范圍為 .【鞏固練習】1. (★) 函數 在區間 上的最大值是 .答案 e解析 因為 ,所以 ,令 ,得 ; 令 ,得 ;故函數 在 上單調遞減,在 上單調遞增,所以 .故答案為: .2. (★★) 若函數在區間上存在最小值,則的取值范圍是 .答案解析 ,,令,解得:,令,解得:,故遞增,在遞減,在遞增,故,若在區間上存在最小值,則,解得:①,而,解得:②,綜合①②得:.3. (★★★)已知實數 滿足 ,則 的最大值為 .答案解析 因為 ,所以 .令 在 上單調遞增,又 ,所以 ,所以 ,所以 ,令 ,所以 ,令 ,解得 ; 令 ,解得 ,所以 在 上單調遞增,在 上單調遞減,所以 ,即 的最大值為 .故答案為: .4. (★★★)已知函數 .(1)當 時,求曲線 在點 處的切線方程;(2)當 時,若函數 有最小值 2 ,求 的值.答案 (1) . (2)2解析 (1) 當 時,,,在點 處切線方程為 ,即 .(2) ,令 ,解得: ; 令 ,解得: ,在 上單調遞減,在 上單調遞增,,則令 ,設 .令 ,解得: ; 令 解得: ,在 上單調遞減,在 上單調遞增,,則 .故 .5. (★★★★)已知函數.(1)當時,求的單調區間.(2)當時,求函數在區間上的最小值.(3)在條件(2)下,當最小值為時,求的取值范圍.答案 (1) 時,遞增,在遞減,在上單調遞增,時,遞增,在()遞減,在遞增,. (2) ;. (3) .解析 (1)的定義域為,,①時,,令,解得:,令,解得:,故遞增,在遞減;②時,令,即,所以,當,即時,遞增,在遞減,在上單調遞增,當時,即時,遞增,在()遞減,在遞增,(2)函數的定義域是,當時,令,即,所以或x,①當,即時,上單調遞增,上的最小值是;②當時,即時,遞減,在遞增,上的最小值是;③當時,即時,上單調遞減,上的最小值是;(3)由(2)時,上的最小值是,符合題意;時,上的最小值是,不合題意;時,上的最小值是,不合題意.綜上可知,的取值范圍為.【題型4】 綜合問題【典題1】 已知函數 .( I )若曲線 過點 ,求曲線 在點 處的切線方程;(II)設 ,證明: 當 時, 有兩個零點.解析 ( I ) ,,,曲線 在點 處的切線方程為 ,即 .(II)證明: ,則 ,在 上單調遞減,在 上單調遞增,,令 ,則 ,在 上單調遞增,則 ,又 ,在 上有一個零點,又令 ,則 ,在 上單調遞減,則 ,,在 上有一個零點,綜上所述,當 時, 有兩個零點.【典題2】 已知函數 .(1)若 是增函數,求 的取值范圍;(2) 若 有兩個極值點 ,且 恒成立,求實數 的取值范圍.解析 (1) 由 ,得 .函數 在其定義域上單調遞增,.設 ,(1)當 時,函數 在 上單調遞增,只需 ,無解.(2) 當 時,只須 ,解得 ,綜上,實數 的取值范圍為 .(2)由(1)知,,有兩個極值點為 ,在 上有兩個不同的根,此時方程 在 上有兩個不同的根.則 ,且 ,解得 .若不等式 恒成立,則 恒成立..設 ,則 ,在 上遞減,,的取值范圍為 .【鞏固練習】1. (★★★) 已知函數 .(1) 是否存在實數 ,使得函數 在定義域內單調遞增;(2) 若函數 存在極大值 ,極小值 ,證明: . (其中 是自然對數的底數)答案 (1) 時,函數 在定義域內單調遞增. (2)略.解析 (1)因為 ,則 的定義域為 ,,進一步化簡,得 ,令 ,則 在 上單調遞增,且 ,所以 時, 時,,要使得 單調遞增,則 在 上恒成立,當 時, 恒成立;當 時,,當 時,,不合題意;當 時,,當 時,,不合題意,綜上, 時,函數 在定義域內單調遞增.(2)證明: 由(1),可得 且 ,極值點為 與 1 ,所以 ,令 ,當 時, 單調遞增;當 時, 單調遞減,所以 ,即 成立.2. (★★★★) 已知函數 有兩個極值點 .(1)求實數 的取值范圍;(2)證明: .答案 (1) . (2)略.解析 (1) 由 ,得 且 ,若 ,則 在 上恒成立,即 遞增,不可能有兩個極值點,不符合題意;故 ,又 有兩個極值點,則 是 的兩個不同正根,所以 ,可得 ,所以實數 的取值范圍是 .(2)證明: 由(1) 且 ,不妨設 ,則 ,,要證 ,需證 ,即 ,只需證 ,即 ,令 ,則只需證 ,由(1),當 時,,即 ,所以 在 上遞增,又 ,所以 ,即 ,綜上,.3. (★★★★)已知函數 .(I) 若 ,求函數 的單調區間;(II)若 ,且 在區間 上恒成立,求 的取值范圍;(III) 若 ,判斷函數 的零點的個數.答案 (1) 單調增區間為 ; 單調減區間為 . (2) . (3) 1.解析 (I) 若 ,則由 得,; 由 得,.所以函數 的單調增區間為 ; 單調減區間為 .(II) 依題意,在區間 上 .令 得, 或 .若 ,則由 得,; 由 得,.所以 ,滿足條件;若 ,則由 得, 或 ;由 得, ,依題意 ,即 所以 .若 ,則 .所以 在區間 上單調遞增,,不滿足條件;綜上,.) .所以 .設 .令 得 .當 時,; 當 時,.所以 在 上單調遞減,在 上單調遞增.所以 的最小值為 .因為 ,所以 .所以 的最小值 .從而, 在區間 上單調遞增.又 ,設 .則 . 令 得 . 由 ,得 ;由 ,得 . 所以 在 上單調遞減,在 上單調遞增.所以 .所以 恒成立. 所以 .所以 .又 ,所以當 時,函數 恰有 1 個零點.1. (★★)函數時取得極值,則的值為( )A. B.C. D.答案 D解析依題意可得,解得,當時,則上遞增,無極值;當時,當時,遞增;當時,遞減;則時取得極小值.2. (★★)已知 有極大值和極小值,則的取值范圍為A. B.C. D.答案 D解析 函數 ,所以 ,因為函數有極大值和極小值,所以方程 有兩個不相等的實數根,即 有兩個不相等的實數根,,解得: 或 .故選: D.3. (★★)已知函數的極值點為所在的區間為( )A. B. C. D.答案 C解析令則單調遞減且,由零點判定定理可得,.故選:.4. (★★)函數的最大值為 ( )A. B. C. D.答案 B解析 ,令,得當時,單調遞增,當時,單調遞減,所以當時,取得極大值,也是最大值,即故選:.5. (★★★)(多選)已知,函數有兩個極值點,則 ( )A. 可能是負數B.C. 為定值D. 若存在 ,使得 ,則答案 BCD解析 因為函數 有兩個極值點 ,所以 有兩個異號零點 ,所以 ,解得 ,故 錯誤;,故 正確;,故 正確;,因為 ,所以存在 ,使得 ,即 ,所以 ,而 必存在,對 ,即 ,有 ,即 ,解得 ,故 正確.故選: BCD.6. (★★)當 .時,函數 在區間 上取最小值.答案解析 ,,令 ,解得 .函數 在得 上單調遞增,在 上單調遞減,在 上單調遞增.時,函數 取得極小值,,又 ,時,函數 取得最小值,.故答案為: .7. (★★★)若函數上有最大值,則的取值范圍是 .答案 .解析 由題意,上有極大值,由,得,令,解得,解得,且時,時,,所以,得.綜上,的取值范圍是.故答案為:.8. (★★★)已知函數 .(1) 求 的最小值;(2)設 ,證明: .答案 (1)1. (2)略.解析 (1)因為 ,則 ,令 ,得 ; 令 ,得 ;所以 在 上單調遞減,在 上單調遞增,所以 的最小值為 .(2)證明: 因為 ,所以由 ,得 ,即 ,令 ,則 ,令 ,得 ; 令 ,得 ;所以 在 上單調遞減,在 上單調遞增,則 即 恒成立,所以 .9. (★★★★)已知函數 .(1) 設函數 ,若函數 在區間 上存在極值,求實數 的取值范圍;(2) 若函數 有兩個極值點 ,且 ,求 的取值范圍.答案 (1) . (2).解析 ,當 時, 恒成立, 在 上單調遞增,當 時,,在 上單調遞增, 在 上單調遞減,又 在區間 上存在極值,則 ,所以 的取值范圍為 .(2) ,若 ,則 恒成立, 在 上單調遞增,所以 無極值點;若 ,則 恒成立,在 上單調遞增,所以 無極值點;若 ,則 ,由 得,,,則 在 上單調遞增,在 上單調遞間,所以 有極大值點為 ,極小值點為 .,,則 ,,令 ,則 ,在 上單調遞減,,所以 的取值范圍為 .5.4 導數與函數的極值、最值基礎知識1 極值的概念若在點附近的左側,右側則稱為函數的極小值點,稱為函數的極小值;若在點附近的左側,右側,則稱為函數的極大值點,稱為函數的極大值.極小值點、極大值點統稱為極值點,極大值和極小值統稱為極值.PS:① 把函數圖象看成一座“山脈”,極大值就是“山峰”,極小值就是“山谷”, 如下圖;② 極值是“函數值”,極值點是“自變量值”,如下圖有極大值和,極小值和,極大值點和,極小值點和.③ 對于極值還有特別強調一下Eg 設是函數的極值點,則下列說法準確的是( )A. 必有 B.不存在C. 或不存在 D.存在但可能不為解析:函數,,但時,時,;故根據極值的定義,不是函數的極值點,這個從函數圖象也很容易知道.又如函數,當時,; 當時,;所以在處取到極值,但在導數不存在;故選.總結① 若可導,且是的解;② 若是的解,.③ 定義很重要.2 求函數的極值的方法解方程,當時:(1) 如果在附近的左側,右側,那么是極大值;(2) 如果在附近的左側,右側,那么是極小值.3 函數在上的最大值與最小值的步驟(1)求函數在內的極值;(2)將函數的各極值與端點處的函數值,比較,其中最大的一個是最大值,最小的一個是最小值.基本方法【題型1】 極值的概念【典題1】 已知函數 的導函數 的圖象如圖所示,那么 ( )A. - 1 是函數 的極小值點 B. 1 是函數 的極大值點C. 2 是函數 的極大值點 D. 函數 有兩個極值點【典題2】若函數 在 處有極大值,則常數 為A. 2 B. 6 C. 2 或 6 D. -2 或 -6【鞏固練習】1. (★) 下列四個函數,在 處取得極值的函數是( )(1) ; (2) ; (3) ; (4) .A. (1)(2) B. (2)(3) C. (3)(4) D. (1)(3)2. (★) (多選)判斷下列命題正確的是( )A. 函數的極小值一定比極大值小B. 對于可導函數 ,若 ,則 為函數的一個極值點C. 函數 在 內單調,則函數 在 內一定沒有極值D. 三次函數在 上可能不存在極值3. (★★)若函數處取得極值( )A. B. C. D.4. (★★) 已知函數 在 上既有極大值,也有極小值,則實數 的取值范圍是( )A. B. C. 且 D. 或5. (★★★)設函數 滿足 ,若 ,則A. 有極大值,無極小值 B. 有極小值,無極大值C. 既有極大值又有極小值 D. 既無極大值也無極小值6. (★★★)若函數 在 上有且僅有一個極值點,則實數 的取值范圍為 .【題型2】 求函數極值【典題1】 函數為自然對數的底數),則下列說法正確的是( )A.上只有一個極值點 B.上沒有極值點C.處取得極值點 D.處取得極值點【典題2】(多選)已知函數 是不為零的常數 ,則A. 函數 的極大值點為負 B. 函數 的極大值點為正C. 函數 的極大值為正 D. 函數 的極大值為負【鞏固練習】1. (★) (多選)若函數 ,則A. 函數 只有極大值沒有極小值 B. 函數 只有最大值沒有最小值C. 函數 只有極小值沒有極大值 D. 函數 只有最小值沒有最大值2. (★★)已知函數是函數的極值點,以下幾個結論中正確的是( )A. B.C. D.3. (★★★)(多選)已知函數 的定義域為 ,則A. 為奇函數 B. 在 上單調遞減C. 恰有 2 個極值點 D. 有且僅有 2 個極大值點4. (★★★★)已知函數的圖象在點處的切線與直線平行.(1)求實數的值;(2)討論極值點的個數.【題型3】 求函數最值【典題1】 函數 在 取最大值時A. 0 B. C. D.【典題2】已知 .(1)求函數 在區間 上的最小值;(2)對于任意 ,都有 成立,求實數 的取值范圍.【鞏固練習】1. (★) 函數 在區間 上的最大值是 .2. (★★) 若函數在區間上存在最小值,則的取值范圍是 .3. (★★★)已知實數 滿足 ,則 的最大值為 .4. (★★★)已知函數 .(1)當 時,求曲線 在點 處的切線方程;(2)當 時,若函數 有最小值 2 ,求 的值.5. (★★★★)已知函數.(1)當時,求的單調區間.(2)當時,求函數在區間上的最小值.(3)在條件(2)下,當最小值為時,求的取值范圍.【題型4】 綜合問題【典題1】 已知函數 .( I )若曲線 過點 ,求曲線 在點 處的切線方程;(II)設 ,證明: 當 時, 有兩個零點.【典題2】 已知函數 .(1)若 是增函數,求 的取值范圍;(2) 若 有兩個極值點 ,且 恒成立,求實數 的取值范圍.【鞏固練習】1. (★★★) 已知函數 .(1) 是否存在實數 ,使得函數 在定義域內單調遞增;(2) 若函數 存在極大值 ,極小值 ,證明: . (其中 是自然對數的底數)2. (★★★★) 已知函數 有兩個極值點 .(1)求實數 的取值范圍;(2)證明: .3. (★★★★)已知函數 .(I) 若 ,求函數 的單調區間;(II)若 ,且 在區間 上恒成立,求 的取值范圍;(III) 若 ,判斷函數 的零點的個數.1. (★★)函數時取得極值,則的值為( )A. B.C. D.2. (★★)已知 有極大值和極小值,則的取值范圍為A. B.C. D.3. (★★)已知函數的極值點為所在的區間為( )A. B. C. D.4. (★★)函數的最大值為 ( )A. B. C. D.5. (★★★)(多選)已知,函數有兩個極值點,則 ( )A. 可能是負數B.C. 為定值D. 若存在 ,使得 ,則6. (★★)當 .時,函數 在區間 上取最小值.7. (★★★)若函數上有最大值,則的取值范圍是 .8. (★★★)已知函數 .(1) 求 的最小值;(2)設 ,證明: .9. (★★★★)已知函數 .(1) 設函數 ,若函數 在區間 上存在極值,求實數 的取值范圍;(2) 若函數 有兩個極值點 ,且 ,求 的取值范圍. 展開更多...... 收起↑ 資源列表 5.4 導數與函數的極值、最值 (原卷版).docx 5.4 導數與函數的極值、最值 (解析版).docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫