第十四章  导数
 §14.2 导数的综合应用

复习目标 知识梳理 应用举例 实践体验 拓展探究 基础训练 提高训练 学习感悟
    一、复习目标
    了解可导函数的单调性与其导数的关系 .了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件(导数在极值点两侧异号),会求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值.

    二、重点难点
    (这里输入)

    三、特别提示
   
(1)在确定函数的单调区间,求函数的极大(小)值时,都应首先考虑所给函数的定义域,函数的单调区间应是其定义域的子集.
    (2)当求出函数的单调区间(如单调增区间)有多个时,不能把这些区间取并集.
  (3)`f'(x)>0[`或`] f'(x)<0`是`f(x)`在某一区间上为增函数(或减函数)的充分不必要条件.
  (4)可导函数的极值点必须是导数为零的点,但导数为零的点不一定是极值点,如`f(x)=x^3`在`x=0`处导数`f'(x)=0`,但`x=0`不是它的极值点,也就是可导函数在点`x_0`处的导数`f'(x_0)>0`是该函数在`x_0`处取得极值的必要不充分条件 .特别地,函数的不可导点(如尖点)也可能是极值点.
  (5)函数的极值与函数的最值是有区别与联系的:函数的极值是一个局部概念,而最值是某个区间的整体性概念;函数的极值可以有多个,而函数的最大(小)值最多只有一个.
  (6)极值点不一定是最值点,最值点也不一定是极值点,但如果连续函数在开区间`(a,b)`内只有一个极值点,则极大值就是最大值,极小值就是最小值.
  (7)在求可导函数的最值时,不必讨论导数为零的点是否为极点,而直接将导数为零的点与端点处的函数值进行比较即可.
  (8)对于一般函数而言,函数的最值必在下列各种点中取得:导数为零的点、导数不存在的点、端点.
 

    知识梳理

    1、函数的单调性
    设函数`y=f(x)`在某个区间内可导,若`f'(x)>0`,则`f(x)`为增函数;若`f'(x)<0`,则`f(x)`为 减函数;
  2、函数的极值
    (1)设函数`f(x)`在点`x_0`附近有定义,如果对`x_0`附近的所有的点,都有`f(x)<f(x_0)`,则`f(x_0)`是函数`f(x)`的一个极大值,记作`y_极大值=f(x_0)`;
    如果对`x_0`附近的所有的点,都有`f(x)>f(x_0)`,则`f(x_0)`是函数`f(x)`的一个极小值,记作`y_极小值=f(x_0)`.极大值与极小值统称为极值.
    (2)当函数`f(x)`在`x_0`处连续时,判别`f(x_0)`是极大(小)值的方法:
    ①如果`x<x_0`,有`f'(x)>0,x>x_0`,有`f'(x)<0,`则`f(x_0)`是极大值;
    ②如果`x<x_0`,有`f'(x)<0,x>x_0`,有`f'(x)>0,`则`f(x_0)`是极小值;
  3、函数的最大值与最小值
    设函数`f(x)`在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,(1)先求`f(x)`在(a,b)内的极值;(2)将`f(x)`的各极值与`f(a)、f(b)`比较,其中最大的一个是最 大值,最小的一个是最小值.
 

    应用举例
    一、 应用特点
    1、用求导方法求函数单调区间,判断函数单调性
    2、用求导方法求函数的极值、最值
    3、导数的单调性、最值的综合问题

    二、案例示范
    (回味相关知识与方法,寻找解题办法,若有困难,可以参考“提示”,还有困难,可以参考“解答”或倾听老师的分析示范)

    1、设函数`f(x)=x^3-3ax^2+3bx`的图象与直线`12x+y-1=0`相切于点(1,-11)
  (1) 求`a,b`的值;
  (2)讨论函数`f(x)`的单调性

    提示 示范  

    2、求`y=x-2sqrt(x),x in [0,4]`的最大值和最小值
    提示 示范  

    3、设函数`y=f(x)=ax^3+bx^2+cx+d`的图象与y轴的交点为P,且曲线在P点处的切线方程为`24x+y-12=0`,若函数在x=2处取得极值-16,试求函数解析式,并确定函数的减函数区间 .
 
    提示 示范  

    实践体验
    (在实践中提高能力,在体验中反思感悟,力求独立,力求提高.)

    1、已知函数`f(x)=x^3-ax-1`
    (1)若`f(x)`在实数集`RR`上单调递增,求实数a的取值范围.
    (2)是否存在实数 a,使`f(x)`在(-1,1)上单调递减?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.
    (3)证明`f(x)=x^3-ax-1`的图象不可能总在直线`y=a`的上方.

 
    提示 示范  

    2、已知`f(x)=ax^3+bx^2+cx(a!=0)`在`x!=+-1`时取得极值,且`f(1)=-1`
    (1)试求常数a、b、c的值;
    (2)试判断`x=+-1`是函数的极小值点还是极大值点,并说明理由.
 
    提示 示范  

    拓展探究
    1、某产品生产`x`单位时的总成本函数为`C(x)=300+x^3/12-5x^2+170x`.每单位产品的价格是134元,求使利润最大时的产量.
    提示 示范  

 

    基础训练
    参考答案

 
    提高训练
    参考答案

    学习感悟
    1、函数`f(x)`在`[a,b]`上一定有最大值和最小值,但在`(a,b)`内不一定有最大值和最小值;极大(小)值不一定上最大(小)值,反之亦然 .但如果连续函数在`(a,b)`内只有一个极值,则一定是最值.
    2、若点`x_0`是可导函数`f(x)`的极值点,则`f′(x_0)=0`,但使`f′(x_0)=0`的`x_0`不一定是函数`f(x)`的极值点 .如`y=x^3`在`x=0`处.在求极值点时,如果函数在定义域内有导数不存在的点,应注意考察其是否为极值点,不可忽视.
 

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