资源简介 (共30张PPT)第2课时 函数的最大(小)值§3 函数的单调性和最值第二章 函数学习任务 核心素养1.理解函数的最大值和最小值的概念及其几何意义.(重点)2.能借助函数的图象和单调性,求一些简单函数的最值.(重点、难点)3.能利用函数的最值解决有关的实际应用问题.(重点) 1.通过函数最值的求法,培养直观想象和数学运算素养.2.借助利用函数的最值解决实际问题,培养数学建模素养.必备知识·情境导学探新知1.从函数图象可以看出,函数最大(小)值的几何意义是什么?2.函数最大值、最小值的定义是什么?3.若函数f (x)在区间[a,b]上是增函数,则它的最大值和最小值各是什么?4.所有函数在定义域内一定有最大值或最小值吗?函数最大值与最小值 最大值 最小值条件 设函数y=f (x)的定义域为D,如果存在实数M,对所有的x∈D,都有f (x)__M f (x)__M且存在x0∈D,使得__________结论 M是函数y=f (x)的最大值 M是函数y=f (x)的最小值几何意义 f (x)图象上最高点的______ f (x)图象上最低点的______≤≥f (x0)=M纵坐标纵坐标思考 若函数f (x)≤M,则M一定是函数的最大值吗?[提示] 不一定,只有定义域内存在一点x0,使f (x0)=M时,M才是函数的最大值,否则不是.体验1.下列关于函数f (x)=2x-1(x<0)的说法中,正确的是_____.(填序号)①有最大值;②有最小值;③既有最大值又有最小值;④既无最大值又无最小值.④体验2.函数y=f (x)在[-2,2]上的图象如图所示,则此函数的最小值、最大值分别是____,______.-121 4关键能力·合作探究释疑难[解] (1)图象如图所示:(2)由图可知f (x)的单调递增区间为[-1,0],[2,5],单调递减区间为(0,2),值域为[-1,3].反思领悟 利用图象求函数最值的方法(1)画出函数y=f (x)的图象;(2)观察图象,找出图象的最高点和最低点;(3)写出最值,最高点的纵坐标是函数的最大值,最低点的纵坐标是函数的最小值.[解] 作出函数f (x)的图象(如图). 由图象可知,当x=±1时,f (x)取最大值为f (±1)=1.当x=0时,f (x)取最小值f (0)=0,故f (x)的最大值为1,最小值为0.反思领悟 1.利用单调性求函数的最大(小)值的一般步骤(1)判断函数的单调性.(2)利用单调性求出最大(小)值.2.函数的最大(小)值与单调性的关系(1)若函数f (x)在区间[a,b]上单调递增(减),则f (x)在区间[a,b]上的最小(大)值是f (a),最大(小)值是f (b).(2)若函数f (x)在区间[a,b]上单调递增(减),在区间[b,c]上单调递减(增),则f (x)在区间[a,c]上的最大(小)值是f (b),最小(大)值是f (a)与f (c)中较小(大)的一个.提醒:(1)求最值勿忘求定义域.(2)闭区间上的最值,不判断单调性而直接将两端点值代入是最容易出现的错误,求解时一定注意.类型3 一元二次函数的最值【例3】 (1)函数f (x)=x2+4x-6,x∈[0,5]的值域为_________.(2)已知g(x)=x2-2mx-15,求函数g(x)在x∈[0,2]上的最小值.(1)[-6,39] [f (x)=x2+4x-6=(x+2)2-10,因为-2<0,所以当x=0时,f (x)取得最小值为-6;所以当x=5时,f (x)取得最大值为39.所以函数f (x)的值域为[-6,39].][-6,39] [母题探究]本例(2)的条件不变,试求函数g(x)的最大值.反思领悟 1.不含参数的最值问题首先配方,确定对称轴,考查对称轴与区间的关系:(1)当对称轴不在区间上时,该区间是单调区间,最值在端点处取到;(2)当对称轴在区间上时,最值在对称轴、距离对称轴较远的端点处取得.[跟进训练]3.已知函数y=x2-2x+3在区间[0,m]上有最大值3,最小值2,则实数m的取值范围是( )A.[1,+∞) B.[0,2]C.(-∞,2] D.[1,2]D [由y=x2-2x+3=(x-1)2+2知,当x=1时,y取最小值2;当y=3时,x2-2x+3=3,解得x=0或x=2.由y=x2-2x+3的图象知,当m∈[1,2]时,能保证y在区间[0,m]上的最大值为3,最小值为2.]√反思领悟 分离参数法在求参数a的取值范围时,可将参数a单独分离出来求解:若对区间D上的任意x,a>f (x)恒成立,则a>f (x)max;若对于区间D上的任意x,af (x)成立,则a>f (x)min;若在区间D上存在x使a[跟进训练]4.当0≤x≤2时,a<-x2+2x恒成立,则实数a的取值范围是( )A.(-∞,1] B.(-∞,0]C.(-∞,0) D.(0,+∞)C [记f (x)=-x2+2x,0≤x≤2,因为a<-x2+2x恒成立,所以a<f (x)min,而f (x)=-x2+2x=-(x-1)2+1,当x∈[0,2]时,f (x)min=f (0)=f (2)=0.故选C.]√学习效果·课堂评估夯基础√1.函数y=x2-2x,x∈[0,3]的值域为( )A.[0,3] B.[-1,0]C.[-1,+∞) D.[-1,3]243题号15D [∵函数y=x2-2x=(x-1)2-1,x∈[0,3],∴当x=1时,函数y取得最小值为-1,当x=3时,函数取得最大值为3,故函数的值域为[-1,3],故选D.]2.(2021·北京高考)设函数f (x)的定义域为[0,1],则“函数f (x)在[0,1]上单调递增”是“函数f (x)在[0,1]上的最大值为f (1)”的( )A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件√243题号15A [函数f (x)在[0,1]上单调递增,则有f (x)在[0,1]上的最大值为f (1).反之,函数f (x)在[0,1]上的最大值为f (1),则f (x)在[0,1]上不一定单调递增.故选A.]3.设定义在R上的函数f (x)=x|x|,则f (x)( )A.只有最大值B.只有最小值C.既有最大值,又有最小值D.既无最大值,又无最小值√243题号15243题号15 243题号15.函数y=ax+1在区间[1,3]上的最大值为4,则a=________.51 [若a<0,则函数y=ax+1在区间[1,3]上单调递减,并且在区间的左端点处取得最大值,即a+1=4,解得a=3,不满足a<0,舍去;若a>0,则函数y=ax+1在区间[1,3]上单调递增,并且在区间的右端点处取得最大值,即3a+1=4,解得a=1.综上,a=1.]1 第2课时 函数的最大(小)值学习任务 核心素养1.理解函数的最大值和最小值的概念及其几何意义.(重点) 2.能借助函数的图象和单调性,求一些简单函数的最值.(重点、难点) 3.能利用函数的最值解决有关的实际应用问题.(重点) 1.通过函数最值的求法,培养直观想象和数学运算素养. 2.借助利用函数的最值解决实际问题,培养数学建模素养.1.从函数图象可以看出,函数最大(小)值的几何意义是什么?2.函数最大值、最小值的定义是什么?3.若函数f (x)在区间[a,b]上是增函数,则它的最大值和最小值各是什么?4.所有函数在定义域内一定有最大值或最小值吗?函数最大值与最小值最大值 最小值条件 设函数y=f (x)的定义域为D,如果存在实数M,对所有的x∈D,都有f (x)≤M f (x)≥M且存在x0∈D,使得f (x0)=M结论 M是函数y=f (x)的最大值 M是函数y=f (x)的最小值几何 意义 f (x)图象上最高点的纵坐标 f (x)图象上最低点的纵坐标若函数f (x)≤M,则M一定是函数的最大值吗?[提示] 不一定,只有定义域内存在一点x0,使f (x0)=M时,M才是函数的最大值,否则不是.1.下列关于函数f (x)=2x-1(x<0)的说法中,正确的是________.(填序号)①有最大值;②有最小值;③既有最大值又有最小值;④既无最大值又无最小值.[答案] ④2.函数y=f (x)在[-2,2]上的图象如图所示,则此函数的最小值、最大值分别是________,________.[答案] -1 23.(1)函数f (x)=,x∈[2,4],则f (x)的最大值为________,最小值为________.(2)函数y=2x2+2,x∈N*的最小值是________.[答案] (1)1 (2)4 [(2)函数y=2x2+2在(0,+∞)上单调递增,又因为x∈N*,所以当x=1时,y最小值=2×12+2=4.]类型1 利用函数的图象求函数的最值(值域)【例1】 已知函数f (x)=(1)在直角坐标系内画出f (x)的图象;(2)根据函数的图象写出函数的单调区间和值域.[解] (1)图象如图所示:(2)由图可知f (x)的单调递增区间为[-1,0],[2,5],单调递减区间为(0,2),值域为[-1,3]. 利用图象求函数最值的方法(1)画出函数y=f (x)的图象;(2)观察图象,找出图象的最高点和最低点;(3)写出最值,最高点的纵坐标是函数的最大值,最低点的纵坐标是函数的最小值.[跟进训练]1.已知函数f (x)=求f (x)的最大值、最小值.[解] 作出函数f (x)的图象(如图).由图象可知,当x=±1时,f (x)取最大值为f (±1)=1.当x=0时,f (x)取最小值f (0)=0,故f (x)的最大值为1,最小值为0.类型2 利用函数的单调性求最值(值域)【例2】 已知函数f (x)=.(1)判断函数在区间(-1,+∞)上的单调性,并用定义证明你的结论;(2)求该函数在区间[2,4]上的最大值和最小值.[解] (1)f (x)在(-1,+∞)上单调递增,证明如下:任取-1则f (x1)-f (x2)==,因为-10,x2+1>0,x1-x2<0,所以f (x1)-f (x2)<0 f (x1)所以f (x)在(-1,+∞)上单调递增.(2)由(1)知f (x)在[2,4]上单调递增,所以f (x)的最小值为f (2)==,最大值f (4)==. 1.利用单调性求函数的最大(小)值的一般步骤(1)判断函数的单调性.(2)利用单调性求出最大(小)值.2.函数的最大(小)值与单调性的关系(1)若函数f (x)在区间[a,b]上单调递增(减),则f (x)在区间[a,b]上的最小(大)值是f (a),最大(小)值是f (b).(2)若函数f (x)在区间[a,b]上单调递增(减),在区间[b,c]上单调递减(增),则f (x)在区间[a,c]上的最大(小)值是f (b),最小(大)值是f (a)与f (c)中较小(大)的一个.提醒:(1)求最值勿忘求定义域.(2)闭区间上的最值,不判断单调性而直接将两端点值代入是最容易出现的错误,求解时一定注意.[跟进训练]2.求函数f (x)=x+在[1,4]上的最值.[解] 设1≤x1=(x1-x2)·=(x1-x2)=.∵1≤x10,∴f (x1)>f (x2),∴f (x)在[1,2)上单调递减.同理f (x)在[2,4]上单调递增.∴当x=2时,f (x)取得最小值4;当x=1或x=4时,f (x)取得最大值5.类型3 一元二次函数的最值【例3】 (1)函数f (x)=x2+4x-6,x∈[0,5]的值域为________.(2)已知g(x)=x2-2mx-15,求函数g(x)在x∈[0,2]上的最小值.(1)[-6,39] [f (x)=x2+4x-6=(x+2)2-10,因为-2<0,所以当x=0时,f (x)取得最小值为-6;所以当x=5时,f (x)取得最大值为39.所以函数f (x)的值域为[-6,39].](2)[解] g(x)=x2-2mx-15,x∈[0,2],对称轴为x=m,当m>2时,g(x)min=g(2)=4-4m-15=-4m-11;当m<0时,g(x)min=g(0)=-15;当0≤m≤2时,g(x)min=g(m)=m2-2m2-15=-15.综上所述,g(x)min=[母题探究]本例(2)的条件不变,试求函数g(x)的最大值.[解] 当m≤1时,g(x)max=g(2)=-4m-11;当m>1时,g(x)max=g(0)=-15.综上所述,g(x)max= 1.不含参数的最值问题首先配方,确定对称轴,考查对称轴与区间的关系:(1)当对称轴不在区间上时,该区间是单调区间,最值在端点处取到;(2)当对称轴在区间上时,最值在对称轴、距离对称轴较远的端点处取得.2.含参数的一元二次函数的最值以一元二次函数图象开口向上、对称轴为x=m为例,区间为[a,b],(1)最小值:f (x)min=(2)最大值:f (x)max=当开口向下时,可用类似方法进行讨论,其实质是讨论对称轴与区间的位置关系.[跟进训练]3.已知函数y=x2-2x+3在区间[0,m]上有最大值3,最小值2,则实数m的取值范围是( )A.[1,+∞) B.[0,2]C.(-∞,2] D.[1,2]D [由y=x2-2x+3=(x-1)2+2知,当x=1时,y取最小值2;当y=3时,x2-2x+3=3,解得x=0或x=2.由y=x2-2x+3的图象知,当m∈[1,2]时,能保证y在区间[0,m]上的最大值为3,最小值为2.]类型4 利用函数的最值解决恒成立问题【例4】 已知函数f (x)=,x∈[1,+∞).(1)当a=时,求函数f (x)的最小值;(2)若对任意x∈[1,+∞),f (x)>0恒成立,试求实数a的取值范围.[解] (1)当a=时,f (x)==x++2.任取x1,x2∈[1,+∞),且x1则f (x1)-f (x2)=(x1-x2)<0,所以f (x1)所以函数f (x)在[1,+∞)上的最小值为f (1)=1++2=.(2)法一:依题意f (x)=>0在[1,+∞)上恒成立,即x2+2x+a>0在[1,+∞)上恒成立.记y=x2+2x+a,x∈[1,+∞),由y=(x+1)2+a-1在[1,+∞)上单调递增,知当x=1时,y取得最小值3+a.所以当3+a>0,即a>-3时,f (x)>0恒成立.于是实数a的取值范围为(-3,+∞).法二:依题意f (x)=>0在[1,+∞)上恒成立,即x2+2x+a>0在[1,+∞)上恒成立.所以a>-x2-2x在[1,+∞)上恒成立.令g(x)=-x2-2x,x∈[1,+∞),因为g(x)=-x2-2x在[1,+∞)上单调递减,所以g(x)max=g(1)=-1-2=-3,所以a>-3,故实数a的取值范围为(-3,+∞). 分离参数法在求参数a的取值范围时,可将参数a单独分离出来求解:若对区间D上的任意x,a>f (x)恒成立,则a>f (x)max;若对于区间D上的任意x,af (x)成立,则a>f (x)min;若在区间D上存在x使a[跟进训练]4.当0≤x≤2时,a<-x2+2x恒成立,则实数a的取值范围是( )A.(-∞,1] B.(-∞,0]C.(-∞,0) D.(0,+∞)C [记f (x)=-x2+2x,0≤x≤2,因为a<-x2+2x恒成立,所以a1.函数y=x2-2x,x∈[0,3]的值域为( )A.[0,3] B.[-1,0]C.[-1,+∞) D.[-1,3]D [∵函数y=x2-2x=(x-1)2-1,x∈[0,3],∴当x=1时,函数y取得最小值为-1,当x=3时,函数取得最大值为3,故函数的值域为[-1,3],故选D.]2.(2021·北京高考)设函数f (x)的定义域为[0,1],则“函数f (x)在[0,1]上单调递增”是“函数f (x)在[0,1]上的最大值为f (1)”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件A [函数f (x)在[0,1]上单调递增,则有f (x)在[0,1]上的最大值为f (1).反之,函数f (x)在[0,1]上的最大值为f (1),则f (x)在[0,1]上不一定单调递增.故选A.]3.设定义在R上的函数f (x)=x|x|,则f (x)( )A.只有最大值B.只有最小值C.既有最大值,又有最小值D.既无最大值,又无最小值D [f (x)=画出f (x)的图象可知(图略),f (x)既无最大值又无最小值.]4.函数f (x)=,x∈[2,6],则f (x)的最大值为________,最小值为________. [∵f (x)=在区间[2,6]上单调递减,∴f (6)≤f (x)≤f (2),即≤f (x)≤.]5.函数y=ax+1在区间[1,3]上的最大值为4,则a=________.1 [若a<0,则函数y=ax+1在区间[1,3]上单调递减,并且在区间的左端点处取得最大值,即a+1=4,解得a=3,不满足a<0,舍去;若a>0,则函数y=ax+1在区间[1,3]上单调递增,并且在区间的右端点处取得最大值,即3a+1=4,解得a=1.综上,a=1.]课时分层作业(十七) 函数的最大(小)值一、选择题1.函数y=在[2,3]上的最小值为( )A.2 B.C. D.-B [∵函数y=在[2,3]上单调递减,∴当x=3时,ymin==.]2.函数f (x)=-x2+4x-6,x∈[0,5]的值域为( )A.[-6,-2] B.[-11,-2]C.[-11,-6] D.[-11,-1]B [函数f (x)=-x2+4x-6=-(x-2)2-2,x∈[0,5],所以当x=2时,f (x)取得最大值为-(2-2)2-2=-2;当x=5时,f (x)取得最小值为-(5-2)2-2=-11,所以函数f (x)的值域是[-11,-2].故选B.]3.函数f (x)=则f (x)的最大值、最小值分别为( )A.10,6 B.10,8C.8,6 D.以上都不对A [当1≤x≤2时,8≤2x+6≤10,当-1≤x<1时,6≤x+7<8,∴f (x)最小值=f (-1)=6,f (x)最大值=f (2)=10.故选A.]4.函数f (x)=的最大值是( )A. B.C. D.D [令t=1-x(1-x)=+,则05.某公司在甲、乙两地同时销售一种品牌车,利润(单位:万元)分别为L1=-x2+21x和L2=2x(其中销售量单位:辆).若该公司在两地共销售15辆,则能获得的最大利润为( )A.90万元 B.60万元C.120万元 D.120.25万元C [设公司在甲地销售x辆,则在乙地销售(15-x)辆,公司获利为L=-x2+21x+2(15-x)=-x2+19x+30=+30+,∴当x=9或10时,L最大为120万元.]二、填空题6.函数f (x)=在[1,b](b>1)上的最小值是,则b=________.4 [因为f (x)=在[1,b]上单调递减,所以f (x)在[1,b]上的最小值为f (b)==,所以b=4.]7.已知函数f (x)=-x2+4x+a,x∈[0,1],若f (x)有最小值-2,则f (x)的最大值为________.1 [函数f (x)=-x2+4x+a=-(x-2)2+4+a,x∈[0,1],且函数有最小值-2.故当x=0时,函数有最小值,当x=1时,函数有最大值.∵当x=0时,f (0)=a=-2,∴f (x)最大值=f (1)=-1+4-2=1.]8.已知二次函数f (x)=ax2+2ax+1在区间[-3,2]上的最大值为4,则a的值为________.-3或 [f (x)图象的对称轴为直线x=-1.当a>0时,f (x)max=f (2)=4,解得a=;当a<0时,f (x)max=f (-1)=4,解得a=-3.综上,得a=或a=-3.]三、解答题9.已知函数f (x)=-x2+2x-3.(1)求f (x)在区间[2a-1,2]上的最小值g(a);(2)求g(a)的最大值.[解] (1)f (x)=-(x-1)2-2,f (2)=-3,f (0)=-3,∴当2a-1≤0,即a≤时,f (x)最小值=f (2a-1)=+8a-6;当0<2a-1<2,即所以g(a)=(2)当a≤时,g(a)=-4a2+8a-6单调递增,∴g(a)≤g=-3;又当∴g(a)的最大值为-3.10.若二次函数f (x)满足f (x+1)-f (x)=2x,且f (0)=2.(1)求f (x)的解析式;(2)若在区间[-1,1]上,不等式f (x)>2x+m恒成立,求实数m的取值范围.[解] (1)设f (x)=ax2+bx+c(a≠0),∵f (0)=2,∴c=2,∴f (x)=ax2+bx+2.∵f (x+1)-f (x)=2x,∴2ax+a+b=2x,∴解得∴f (x)=x2-x+2.(2)由题意知x2-x+2>2x+m在[-1,1]上恒成立,即x2-3x+2-m>0在[-1,1]上恒成立.令g(x)=x2-3x+2-m=--m(x∈[-1,1]),则g(x)在区间[-1,1]上单调递减,∴g(x)min=g(1)=1-3+2-m>0,∴m<0,即实数m的取值范围为(-∞,0).11.设f (x)=若f (0)是f (x)的最小值,则实数a的取值范围是( )A.(-∞,2] B.(-∞,2)C.(2,+∞) D.[2,+∞)A [由题意,当x>0时,f (x)的最小值为f (1)=2;当x≤0时,f (x)的最小值为f (0)=a.若f (0)是f (x)的最小值,则a≤2.]12.(多选)已知函数f (x)=-2x+1(x∈[-2,2]),g(x)=x2-2x(x∈[0,3]),下列结论正确的是( )A. x∈[-2,2],f (x)>a恒成立,则实数a的取值范围是a<-3B. x∈[-2,2],f (x)>a,则实数a的取值范围是a<-3C. x∈[0,3],g(x)=a,则实数a的取值范围是-1≤a≤3D. x∈[-2,2], t∈[0,3],f (x)=g(t)AC [在A中,因为f (x)=-2x+1(x∈[-2,2])是减函数,所以当x=2时,函数f (x)的最小值为-3,因此a<-3,A正确;在B中,因为f (x)=-2x+1(x∈[-2,2])是减函数,所以当x=-2时,函数f (x)的最大值为5,因此a<5,B错误;在C中,函数g(x)=x2-2x=(x-1)2-1,x∈[0,3],∴当x=1时,函数g(x)取得最小值-1,当x=3时,函数g(x)取得最大值3,故函数g(x)的值域为[-1,3],由g(x)=a有解,知a∈g(x)的值域,即-1≤a≤3,C正确;在D中, x∈[-2,2], t∈[0,3],f (x)=g(t)等价于f (x)的值域是g(t)的值域的子集,而f (x)的值域是[-3,5],g(t)的值域是[-1,3],D错误.]13.已知函数f (x)=x2+ax+2(a>0)在区间[0,2]上的最大值等于8,则a=________,函数y=f (x)在区间[-2,1]上的值域为________.1 [由题知函数f (x)图象的对称轴为直线x=-<0,故f (x)max=f (2)=6+2a=8,所以a=1,则f (x)=x2+x+2=+.因为f (x)图象的对称轴为直线x=-∈[-2,1],且f =,f (-2)=4,f (1)=4,所以所求值域为.]14.已知函数f (x)=函数f (x)的最大值为________,最小值为________.2 - [作出f (x)的图象如图.由图象可知,当x=2时,f (x)取最大值为2;当x=时,f (x)取最小值为-.所以f (x)的最大值为2,最小值为-.]15.已知a≥3,函数F(x)=min{2|x-1|,x2-2ax+4a-2},其中min{p,q}=(1)求使得等式F(x)=x2-2ax+4a-2成立的x的取值范围;(2)①求F(x)的最小值m(a);②求F(x)在区间[0,6]上的最大值M(a).[解] (1)由于a≥3,故当x≤1时,(x2-2ax+4a-2)-2|x-1|=x2+2(a-1)(2-x)>0;当x>1时,(x2-2ax+4a-2)-2|x-1|=(x-2)(x-2a).所以使得等式F(x)=x2-2ax+4a-2成立的x的取值范围为[2,2a].(2)①设函数f (x)=2|x-1|,g(x)=x2-2ax+4a-2,则f (x)min=f (1)=0,g(x)min=g(a)=-a2+4a-2,所以由F(x)的定义知m(a)=min{f (1),g(a)},即m(a)=②当0≤x≤2时,F(x)=f (x),此时M(a)=max{f (0),f (2)}=2.当2≤x≤6时,F(x)=g(x),此时M(a)=max{g(2),g(6)}=max{2,34-8a},当a≥4时,34-8a≤2;当3≤a<4时,34-8a>2,所以M(a)= 展开更多...... 收起↑ 资源列表 北师大版高中数学必修第一册第二章3第2课时函数的最大(小)值学案.docx 北师大版高中数学必修第一册第二章3第2课时函数的最大(小)值课件.ppt