资源简介 §3.3 导数与函数的极值、最值分值:90分一、单项选择题(每小题5分,共30分)1.函数f(x)=x3+x2-3x-1的极小值点是( )A.1 B.C.-3 D.(-3,8)2.(2024·楚雄模拟)已知定义域为[-3,5]的函数f(x)的导函数为f'(x),且f'(x)的图象如图所示,则( )A.f(x)在(-2,2)上先增后减B.f(x)有极小值f(2)C.f(x)有2个极值点D.f(x)在x=-3处取得最大值3.(2025·苏州模拟)设0A.1 B. C.2 D.4.(2024·赤峰模拟)已知函数f(x)=xln x-ax有极值-e,则a等于( )A.1 B.2 C.e D.35.若函数f(x)=ex-ln(x+m)的最小值为2+ln 2,则m等于( )A.-2 B.-ln 2C.- D.+ln 26.已知函数f(x)=ln x-ax有两个不同的极值点x1,x2(x1A.a的取值范围是(-∞,1)B.x1是极小值点C.当x∈(x2,+∞)时,f'(x)<0D.=二、多项选择题(每小题6分,共12分)7.已知函数f(x)=x3-3x2,则( )A.f(x)在(0,1)上单调递减B.f(x)的极大值点为2C.f(x)的极大值为-2D.f(x)有2个零点8.(2023·新高考全国Ⅱ)若函数f(x)=aln x++(a≠0)既有极大值也有极小值,则( )A.bc>0 B.ab>0C.b2+8ac>0 D.ac<0三、填空题(每小题5分,共10分)9.若函数f(x)=x3-4x+m在[0,3]上的最小值为4,则m= . 10.若函数f(x)=x2-ax+ln x在(0,2)上有极值,则实数a的取值范围是 . 四、解答题(共28分)11.(13分)已知函数f(x)=+x(a∈R).(1)若f'(0)=0,求实数a的值;(5分)(2)讨论函数f(x)的极值.(8分)12.(15分)(2024·新课标全国Ⅱ)已知函数f(x)=ex-ax-a3.(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;(5分)(2)若f(x)有极小值,且极小值小于0,求a的取值范围.(10分)每小题5分,共10分13.设ab≠0,若a为函数f(x)=a(x-a)2(x-b)的极大值点,则( )A.ab C.abb214.若不等式a+2x+|ln x|-1≥0恒成立,则a的取值范围是 . 答案精析1.A 2.B3.D [因为04.B [由题目条件可得,函数f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=ln x+1-a.令f'(x)>0,得x>ea-1;令f'(x)<0,得0所以函数f(x)在区间(0,ea-1)上单调递减,在区间(ea-1,+∞)上单调递增.则函数f(x)的极小值点是ea-1,无极大值点,故f(ea-1)=ea-1ln ea-1-aea-1=-e,解得a=2.]5.B [易知f(x)的定义域为(-m,+∞),f'(x)=ex-易知f'(x)在区间(-m,+∞)上单调递增,又当x→-m时,f'(x)→-∞;当x→+∞时,f'(x)→+∞,所以存在唯一x0∈(-m,+∞),使得f'(x0)=0,即x0=-ln(x0+m),所以当x∈(-m,x0)时,f'(x)<0;当x∈(x0,+∞)时,f'(x)>0,所以f(x)在区间(-m,x0)上单调递减,在区间(x0,+∞)上单调递增,所以f(x)的最小值为f(x0)=-ln(x0+m)=+x0=2+ln 2=eln 2+ln 2,所以x0=ln 2,所以eln 2=解得m=-ln 2.]6.A [令f'(x)=+-a=-a=0,由题意,方程=a在(0,+∞)上有两根x1,x2(x1设g(x)=g'(x)==当00,g(x)单调递增,当x>1时,g'(x)<0,g(x)单调递减,所以g(x)max=g(1)=1>0,当x→0时,g(x)=→-∞,当x→+∞时,g(x)=→0,所以a的取值范围是(0,1),故A不正确;由A选项分析可知0当0当x1f'(x1)=0=f'(x2),f(x)单调递增,当x>x2时,f'(x)所以x1是极小值点,故B,C正确;对于D,因为==a,所以=故D正确.]7.AD [由函数f(x)=x3-3x2,可得f'(x)=3x2-6x=3x(x-2),令f'(x)>0,解得x<0或x>2;令f'(x)<0,解得0所以函数f(x)在(0,2)上单调递减,在(-∞,0),(2,+∞)上单调递增,当x=0时,函数f(x)取得极大值,极大值为f(0)=0;当x=2时,函数f(x)取得极小值,极小值为f(2)=-4,又由x→+∞时,f(x)→+∞且f(2)=-4<0,f(0)=0,所以函数f(x)只有两个零点,所以A,D正确,B,C不正确.]8.BCD [函数f(x)=aln x++的定义域为(0,+∞),则f'(x)=--=因为函数f(x)既有极大值也有极小值,则函数f'(x)在(0,+∞)上有两个变号零点,而a≠0,因此方程ax2-bx-2c=0有两个不相等的正实数根x1,x2,于是即有b2+8ac>0,ab>0,ac<0,显然a2bc<0,即bc<0,故A错误,B,C,D正确.]9.解析 f'(x)=x2-4,当x∈[0,2)时,f'(x)<0,当x∈(2,3]时,f'(x)>0,所以f(x)在[0,2)上单调递减,在(2,3]上单调递增,所以f(2)为f(x)在[0,3]上的极小值,也是最小值,故×8-4×2+m=4,解得m=.10.(2,+∞)解析 f(x)=x2-ax+ln x的定义域为(0,+∞),f'(x)=x-a+要使函数f(x)=x2-ax+ln x在(0,2)上有极值,则f'(x)=x-a+在(0,2)上有变号零点,令g(x)=x+x∈(0,2),则g(x)=x+≥2=2,当且仅当x=1时等号成立,所以a≥2.当a=2时,f'(x)=x-a+=x+-2≥0,函数f(x)单调递增,则函数f(x)=x2-ax+ln x在(0,2)上没有极值,故a>2,即实数a的取值范围是(2,+∞).11.解 (1)由函数f(x)=+x,可得f'(x)=1-=所以f'(0)==1-a=0,解得a=1.(2)函数f(x)=+x的定义域为R,且f'(x)=1-=当a≤0时,f'(x)>0恒成立,所以f(x)在R上单调递增,f(x)无极值;当a>0时,令f'(x)>0,解得x>ln a;令f'(x)<0,解得x所以f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,所以f(x)的极小值为1+ln a,无极大值.综上所述,当a≤0时,f(x)无极值;当a>0时,f(x)的极小值为1+ln a,无极大值.12.解 (1)当a=1时,则f(x)=ex-x-1,f'(x)=ex-1,可得f(1)=e-2,f'(1)=e-1,即切点坐标为(1,e-2),切线斜率k=e-1,所以切线方程为y-(e-2)=(e-1)(x-1),即(e-1)x-y-1=0.(2)方法一 因为f(x)的定义域为R,且f'(x)=ex-a,若a≤0,则f'(x)>0对任意x∈R恒成立,可知f(x)在R上单调递增,无极值,不符合题意;若a>0,令f'(x)>0,解得x>ln a,令f'(x)<0,解得x可知f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,则f(x)有极小值f(ln a)=a-aln a-a3,无极大值,由题意可得,f(ln a)=a-aln a-a3<0,即a2+ln a-1>0,令g(a)=a2+ln a-1,a>0,则g'(a)=2a+>0,可知g(a)在(0,+∞)上单调递增,且g(1)=0,不等式a2+ln a-1>0等价于g(a)>g(1),解得a>1,所以a的取值范围为(1,+∞).方法二 因为f(x)的定义域为R,且f'(x)=ex-a,若f(x)有极小值,则f'(x)=ex-a有零点,令f'(x)=ex-a=0,可得ex=a,可知y=ex与y=a有交点,则a>0,令f'(x)>0,解得x>ln a;令f'(x)<0,解得x可知f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,则f(x)有极小值f(ln a)=a-aln a-a3,无极大值,符合题意,由题意可得,f(ln a)=a-aln a-a3<0,即a2+ln a-1>0,令g(a)=a2+ln a-1,a>0,因为y=a2,y=ln a-1在(0,+∞)上均单调递增,所以g(a)在(0,+∞)上单调递增,且g(1)=0,不等式a2+ln a-1>0等价于g(a)>g(1),解得a>1,所以a的取值范围为(1,+∞).13.C [由三次函数的性质可知,要使a为函数f(x)=a(x-a)2(x-b)的极大值点,则当a>0时,函数f(x)的大致图象如图(1)所示,则0当a<0时,函数f(x)的大致图象如图(2)所示,则b综上,ab14.[-ln 2,+∞)解析 不等式a+2x+|ln x|-1≥0恒成立,即a≥1-2x-|ln x|恒成立,设f(x)=1-2x-|ln x|,x∈(0,+∞),当x≥1时,f(x)=1-2x-ln x,f'(x)=-2-<0,∴f(x)在[1,+∞)上单调递减,此时f(x)max=f(1)=-1;当0∴f'(x)=-2+=∴当x∈时,f'(x)>0,当x∈时,f'(x)<0,∴f(x)在上单调递增,在上单调递减,此时f(x)max=f =ln =-ln 2.综上可知,a的取值范围是[-ln 2,+∞).§3.3 导数与函数的极值、最值课标要求 1.借助函数图象,了解函数在某点取得极值的必要和充分条件.2.会用导数求函数的极大值、极小值.3.掌握利用导数研究函数最值的方法.4.会用导数研究生活中的最优化问题.1.函数的极值(1)函数的极小值函数y=f(x)在点x=a处的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点处的函数值都小,f'(a)=0;而且在点x=a附近的左侧 ,右侧 ,则a叫做函数y=f(x)的极小值点,f(a)叫做函数y=f(x)的极小值. (2)函数的极大值函数y=f(x)在点x=b处的函数值f(b)比它在点x=b附近其他点处的函数值都大,f'(b)=0;而且在点x=b附近的左侧 ,右侧 ,则b叫做函数y=f(x)的极大值点,f(b)叫做函数y=f(x)的极大值. (3)极小值点、极大值点统称为 ,极小值和极大值统称为 . 2.函数的最大(小)值(1)函数f(x)在区间[a,b]上有最值的条件:如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条 的曲线,那么它必有最大值和最小值. (2)求函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大(小)值的步骤:①求函数y=f(x)在区间(a,b)内的 ; ②将函数y=f(x)的各极值与 比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值. 1.判断下列结论是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数的极值可能不止一个,也可能没有.( )(2)函数的极小值一定小于函数的极大值.( )(3)函数的极小值一定是函数的最小值.( )(4)函数的极大值一定不是函数的最小值.( )2.(多选)如图是函数f(x)的导函数y=f'(x)的图象,则下列说法正确的是( )A.函数f(x)在区间(3,5)上单调递减B.函数f(x)在区间(4,5)上单调递增C.函数f(x)在x=3处取得极大值D.函数f(x)在x=4处取得极小值3.函数f(x)=x3-x2-14x的极小值点为 ,极大值为 . 4.若函数f(x)=x3-ax2+2x-1有两个极值点,则实数a的取值范围是 . 解题时灵活应用转化以下几个关键点(1)极值点不是点,若函数f(x)在x1处取得极大值,则x1为极大值点,极大值为f(x1).(2)极值是个“局部”概念,最值是个“整体”概念.(3)有极值的函数一定不是单调函数.(4)“f'(x0)=0”是“x0为可导函数f(x)的极值点”的必要不充分条件.例如f(x)=x3,f'(0)=0,但0不是极值点.(5)对于一般函数而言,函数的最值必在下列各点中取得:导数为零的点、导数不存在的点、端点.题型一 利用导数求解函数极值问题命题点1 根据函数图象判断极值例1 (多选)设函数f(x)在R上可导,其导函数为f'(x),且函数g(x)=xf'(x)的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是( )A.f(x)有两个极值点B.f(0)为f(x)的极大值C.f(x)有两个极小值点D.f(-1)为f(x)的极小值命题点2 求已知函数的极值例2 (2025·沈阳模拟)已知函数f(x)=2ln x-2(a-1)x-ax2(a>0),讨论f(x)的极值.命题点3 已知极值(点)求参数例3 (1)(2024·肇庆模拟)若函数f(x)=x(x-c)2在x=-2处取极小值,则c等于( )A.-6 B.-2C.-6或-2 D.-4(2)已知函数f(x)=ln x-x(其中a∈R,e为自然对数的底数)存在极大值,且极大值不小于1,则a的取值范围为 . 思维升华 根据函数的极值(点)求参数的两个要领(1)列式:根据极值点处导数为0和极值这两个条件列方程组,利用待定系数法求解.(2)验证:求解后验证根的合理性.跟踪训练1 (1)已知函数f(x)=aex+bx在x=0处取得极小值1,则f'(2)等于( )A.e2-2 B.2-e2C.e2-1 D.e2(2)若函数f(x)=eax+2x有大于零的极值点,则实数a的取值范围为( )A.a>-2 B.a>-C.a<-2 D.a<-题型二 利用导数求函数的最值命题点1 不含参函数的最值例4 函数f(x)=cos x+(x+1)sin x+1在区间[0,2π]上的最小值、最大值分别为( )A.- B.-C.-+2 D.-+2命题点2 含参函数的最值例5 已知函数f(x)=(x-1)ex-ax2(a>0),求函数f(x)在[1,2]上的最小值.思维升华 求含有参数的函数的最值,需先求函数的定义域、导函数,通过对参数分类讨论,判断函数的单调性,从而得到函数f(x)的最值.跟踪训练2 (1)已知函数f(x)=x-sin x,x∈[0,π],则f(x)的最大值为 . (2)(2025·泰安模拟)已知函数f(x)=+ln x在区间[1,e]上的最小值为,则a的值为( )A.1 B. C. D.三次函数的性质三次函数是一类重要的函数,其规律性强,内容相对独立,且有一些独有的结论和技巧.如果能得当运用三次函数的有关结论,可以大大简化解题过程.典例 (多选)已知三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),则下列选项正确的是( )A.三次函数的对称中心是B.若函数f(x)关于点(m,n)对称,则y=f'(x)的图象关于直线x=m对称C.若函数y=f(x)有极值,则对称中心是两个取极值的点的中点D.若f(x)=0的三个根分别为x1,x2,x3,则x1+x2+x3=-答案精析落实主干知识1.(1)f'(x)<0 f'(x)>0 (2)f'(x)>0f'(x)<0 (3)极值点 极值2.(1)连续不断 (2)①极值 ②端点处的函数值f(a),f(b)自主诊断1.(1)√ (2)× (3)× (4)√2.AC 3. 184.(-∞,-)∪(,+∞)探究核心题型例1 BC [根据g(x)=xf'(x)的图象,可得当x<-2时,g(x)=xf'(x)>0,可得f'(x)<0,即f(x)单调递减,当-20,即f(x)单调递增,当0当x>1时,g(x)=xf'(x)>0,可得f'(x)>0,即f(x)单调递增,因此f(x)在x=-2和x=1处取得极小值,在x=0处取得极大值,共3个极值点,A错误,C正确;f(0)为f(x)的极大值,B正确;f(-1)不是f(x)的极小值,D错误.]例2 解 函数f(x)的定义域为(0,+∞),求导得f'(x)=-2(a-1)-2ax=-,因为a>0,则当x∈时,f'(x)>0,当x∈时,f'(x)<0,因此f(x)在上单调递增,在上单调递减,所以当x=时,f(x)取得极大值f =2ln +-2,无极小值.例3 (1)A [由函数f(x)=x(x-c)2,可得f'(x)=(x-c)2+2x(x-c)=(x-c)(3x-c),因为函数f(x)在x=-2处取得极小值,可得f'(-2)=0,解得c=-2或c=-6,当c=-2时,令f'(x)>0,解得x<-2或x>-;令f'(x)<0,解得-2所以函数f(x)在(-∞,-2)上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,所以f(x)在x=-2处取极大值,不符合题意,舍去;当c=-6时,令f'(x)>0,可得x<-6或x>-2;令f'(x)<0,可得-6所以函数f(x)在(-∞,-6)上单调递增,在(-6,-2)上单调递减,在(-2,+∞)上单调递增,所以f(x)在x=-2处取极小值,符合题意,综上可得,c=-6.](2)解析 由已知可得,函数f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=-.①当a≤0时,f'(x)=->0在(0,+∞)上恒成立,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,此时函数f(x)无极值;②当a>0时,f'(x)=,由f'(x)==0可得x=.当00,所以f(x)在上单调递增;当x>时,f'(x)<0,所以f(x)在上单调递减,于是函数f(x)在x=处取得极大值.由已知,f ≥1,即ln -1≥1,ln ≥2=ln e2,因为函数y=ln x在(0,+∞)上单调递增,所以≥e2,即a≤,又a>0,所以0于是a的取值范围为.综上所述,a的取值范围为.跟踪训练1 (1)C [由f(x)=aex+bx,得f'(x)=aex+b,因为f(x)在x=0处取得极小值1,所以 f'(x)=ex-1,当x>0时,f'(x)>0,f(x)单调递增,当x<0时,f'(x)<0,f(x)单调递减,所以f(x)在x=0处取得极小值,故a=1,b=-1满足题意,于是有f'(2)=e2-1.](2)C [由函数f(x)=eax+2x,可得f'(x)=aeax+2,若a≥0,f'(x)>0,此时f(x)为增函数,无极值点;若a<0,令f'(x)=aeax+2=0,解得x=ln,当x>ln时,f'(x)>0,当x故x=ln是f(x)=eax+2x的极值点,由于函数f(x)=eax+2x有大于零的极值点,∴ln>0,即ln<0,即0<-<1,解得a<-2.]例4 D [f(x)=cos x+(x+1)sin x+1,x∈[0,2π],则f'(x)=-sin x+sin x+(x+1)cos x=(x+1)cos x,x∈[0,2π].令f'(x)=0,解得x=或x=.因为f =cos +sin +1=+2,f =cos +sin +1=-,又f(0)=cos 0+(0+1)sin 0+1=2,f(2π)=cos 2π+(2π+1)sin 2π+1=2,所以f(x)max=f =+2,f(x)min=f =-.]例5 解 函数f(x)=(x-1)ex-ax2,求导得f'(x)=xex-ax=x(ex-a),若x∈[1,2],则①当ln a≥2,即a≥e2时,ex-a≤0,f'(x)≤0,函数f(x)在[1,2]上单调递减,因此函数f(x)在[1,2]上的最小值为f(2)=e2-2a;②当1因此函数f(x)的最小值为f(ln a)=a(ln a-1)-a(ln a)2;③当ln a≤1,即0f'(x)≥0,函数f(x)在[1,2]上单调递增,因此函数f(x)在[1,2]上的最小值为f(1)=-a.综上,当a≥e2时,f(x)在[1,2]上的最小值为e2-2a;当e当0跟踪训练2 (1)π解析 由f(x)=x-sin x,x∈[0,π],可得f'(x)=1-cos x,x∈[0,π],令f'(x)=0可得cos x=,又x∈[0,π],所以x=,当x∈时,f'(x)<0,f(x)单调递减;当x∈时,f'(x)>0,f(x)单调递增;易知f(0)=0,f(π)=π,因此f(x)的最大值为π.(2)D [因为f(x)=+ln x(x>0),所以f'(x)=-=,当a≤0时,f'(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,此时f(x)在区间[1,e]上的最小值为f(1)=a+ln 1=,解得a=,不符合题意,舍去;当a>0时,令f'(x)<0,得0令f'(x)>0,得x>a,所以f(x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增,①当0所以最小值为f(1)=a≤1,不符合题意,舍去;②当1所以最小值为f(a)=1+ln a=,解得a=;③当a≥e时,f(x)在[1,e]上单调递减,所以最小值为f(e)=+ln e=,解得a=,不符合题意,舍去.综上所述,a=.]微拓展典例 ABC [对于A,设f(m-x)+f(m+x)=2n,得[a(m-x)3+b(m-x)2+c(m-x)+d]+[a(m+x)3+b(m+x)2+c(m+x)+d]=2n,整理得(6ma+2b)x2+(2am3+2bm2+2cm+2d)=2n.根据多项式恒等对应系数相等,可得m=-且n=am3+bm2+cm+d,从而三次函数是中心对称曲线,且由n=f(m)知其对称中心(m,f(m))仍然在曲线上.故对称中心为,A正确;对于B,由y=f(x)的图象关于点(m,n)对称,得f(x)+f(2m-x)=2n.求导可得f'(2m-x)=f'(x),即y=f'(x)的图象关于直线x=m对称,B正确;对于C,设f'(x)=3ax2+2bx+c=0的两根分别为x1,x2,则x1+x2=-,x1x2=.设f(x)的两个取极值的点为A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2)),则f(x1)+f(x2)=(a+b+cx1+d)+(a+b+cx2+d)=a(+)+b(+)+c(x1+x2)+2d=a(x1+x2)[(x1+x2)2-3x1x2]+b[(x1+x2)2-2x1x2]+c(x1+x2)+2d=a+b-+2d=-+2d.2f =2=-+2d,所以f(x1)+f(x2)=2f ,AB的中点P=即为对称中心,C正确;对于D,ax3+bx2+cx+d=a(x-x1)(x-x2)(x-x3)=ax3-a(x1+x2+x3)x2+a(x1x2+x2x3+x3x1)x-ax1x2x3.比较系数可得x1+x2+x3=-,D错误.](共94张PPT)第三章§3.3 导数与函数的极值、最值数学大一轮复习1.借助函数图象,了解函数在某点取得极值的必要和充分条件.2.会用导数求函数的极大值、极小值.3.掌握利用导数研究函数最值的方法.4.会用导数研究生活中的最优化问题.课标要求课时精练内容索引第一部分 落实主干知识第二部分 探究核心题型落实主干知识第一部分1.函数的极值(1)函数的极小值函数y=f(x)在点x=a处的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点处的函数值都小,f'(a)=0;而且在点x=a附近的左侧 ,右侧 ,则a叫做函数y=f(x)的极小值点,f(a)叫做函数y=f(x)的极小值.(2)函数的极大值函数y=f(x)在点x=b处的函数值f(b)比它在点x=b附近其他点处的函数值都大,f'(b)=0;而且在点x=b附近的左侧 ,右侧 ,则b叫做函数y=f(x)的极大值点,f(b)叫做函数y=f(x)的极大值.(3)极小值点、极大值点统称为 ,极小值和极大值统称为 .f'(x)<0f'(x)>0f'(x)>0f'(x)<0极值点极值2.函数的最大(小)值(1)函数f(x)在区间[a,b]上有最值的条件:如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条 的曲线,那么它必有最大值和最小值.(2)求函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大(小)值的步骤:①求函数y=f(x)在区间(a,b)内的 ;②将函数y=f(x)的各极值与 比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.连续不断极值端点处的函数值f(a),f(b)1.判断下列结论是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数的极值可能不止一个,也可能没有.( )(2)函数的极小值一定小于函数的极大值.( )(3)函数的极小值一定是函数的最小值.( )(4)函数的极大值一定不是函数的最小值.( )×√×√2.(多选)如图是函数f(x)的导函数y=f'(x)的图象,则下列说法正确的是A.函数f(x)在区间(3,5)上单调递减B.函数f(x)在区间(4,5)上单调递增C.函数f(x)在x=3处取得极大值D.函数f(x)在x=4处取得极小值√√由图象可知,当x∈(3,5)时,f'(x)<0,所以函数f(x)在区间(3,5)上单调递减,故A正确,B错误;由图象可知,f'(3)=0,且当x∈(0,3)时,f'(x)>0,当x∈(3,5)时,f'(x)<0,所以f(x)在(0,3)上单调递增,在(3,5)上单调递减,故函数y=f(x)在x=3处取得极大值,故C正确;由图象可知,f'(4)≠0,故4不是函数f(x)的极值点,故D错误.3.函数f(x)=x3-x2-14x的极小值点为 ,极大值为 . 18由f(x)=x3-x2-14x得,f'(x)=3x2-x-14=(x+2)(3x-7),令f'(x)>0,解得x>或x<-2,令f'(x)<0,解得-2故f(x)在(-∞,-2)上单调递增,在上单调递减,故f(x)在x=处取得极小值,在x=-2处取得极大值,故f(x)极大值=f(-2)=-8-2+28=18.4.若函数f(x)=x3-ax2+2x-1有两个极值点,则实数a的取值范围是 . f'(x)=3x2-2ax+2,由题意知f'(x)有两个变号零点,∴Δ=(-2a)2-4×3×2>0,解得a>或a<-.(-∞,-)∪(+∞)解题时灵活应用转化以下几个关键点(1)极值点不是点,若函数f(x)在x1处取得极大值,则x1为极大值点,极大值为f(x1).(2)极值是个“局部”概念,最值是个“整体”概念.(3)有极值的函数一定不是单调函数.(4)“f'(x0)=0”是“x0为可导函数f(x)的极值点”的必要不充分条件.例如f(x)=x3,f'(0)=0,但0不是极值点.(5)对于一般函数而言,函数的最值必在下列各点中取得:导数为零的点、导数不存在的点、端点.返回微点提醒探究核心题型第二部分命题点1 根据函数图象判断极值利用导数求解函数极值问题题型一例1 (多选)设函数f(x)在R上可导,其导函数为f'(x),且函数g(x)=xf'(x)的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是A.f(x)有两个极值点B.f(0)为f(x)的极大值C.f(x)有两个极小值点D.f(-1)为f(x)的极小值√√根据g(x)=xf'(x)的图象,可得当x<-2时,g(x)=xf'(x)>0,可得f'(x)<0,即f(x)单调递减,当-20,即f(x)单调递增,当0当x>1时,g(x)=xf'(x)>0,可得f'(x)>0,即f(x)单调递增,因此f(x)在x=-2和x=1处取得极小值,在x=0处取得极大值,共3个极值点,A错误,C正确;f(0)为f(x)的极大值,B正确;f(-1)不是f(x)的极小值,D错误.命题点2 求已知函数的极值例2 (2025·沈阳模拟)已知函数f(x)=2ln x-2(a-1)x-ax2(a>0),讨论f(x)的极值.函数f(x)的定义域为(0,+∞),求导得f'(x)=-2(a-1)-2ax=-因为a>0,则当x∈时,f'(x)>0,当x∈时,f'(x)<0,因此f(x)在上单调递增,在上单调递减,所以当x=时,f(x)取得极大值f =2ln -2,无极小值.命题点3 已知极值(点)求参数例3 (1)(2024·肇庆模拟)若函数f(x)=x(x-c)2在x=-2处取极小值,则c等于A.-6 B.-2C.-6或-2 D.-4√由函数f(x)=x(x-c)2,可得f'(x)=(x-c)2+2x(x-c)=(x-c)(3x-c),因为函数f(x)在x=-2处取得极小值,可得f'(-2)=0,解得c=-2或c=-6,当c=-2时,令f'(x)>0,解得x<-2或x>-;令f'(x)<0,解得-2所以函数f(x)在(-∞,-2)上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,所以f(x)在x=-2处取极大值,不符合题意,舍去;当c=-6时,令f'(x)>0,可得x<-6或x>-2;令f'(x)<0,可得-6所以函数f(x)在(-∞,-6)上单调递增,在(-6,-2)上单调递减,在(-2,+∞)上单调递增,所以f(x)在x=-2处取极小值,符合题意,综上可得,c=-6.(2)已知函数f(x)=ln x-x(其中a∈R,e为自然对数的底数)存在极大值,且极大值不小于1,则a的取值范围为 . 由已知可得,函数f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=.①当a≤0时,f'(x)=>0在(0,+∞)上恒成立,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,此时函数f(x)无极值;②当a>0时,f'(x)=由f'(x)==0可得x=.当00,所以f(x)在上单调递增;当x>时,f'(x)<0,所以f(x)在上单调递减,于是函数f(x)在x=处取得极大值.由已知,f ≥1,即ln -1≥1,ln ≥2=ln e2,因为函数y=ln x在(0,+∞)上单调递增,所以≥e2,即a≤又a>0,所以0于是a的取值范围为.综上所述,a的取值范围为.根据函数的极值(点)求参数的两个要领(1)列式:根据极值点处导数为0和极值这两个条件列方程组,利用待定系数法求解.(2)验证:求解后验证根的合理性.思维升华跟踪训练1 (1)已知函数f(x)=aex+bx在x=0处取得极小值1,则f'(2)等于A.e2-2 B.2-e2C.e2-1 D.e2√由f(x)=aex+bx,得f'(x)=aex+b,因为f(x)在x=0处取得极小值1,所以 f'(x)=ex-1,当x>0时,f'(x)>0,f(x)单调递增,当x<0时,f'(x)<0,f(x)单调递减,所以f(x)在x=0处取得极小值,故a=1,b=-1满足题意,于是有f'(2)=e2-1.(2)若函数f(x)=eax+2x有大于零的极值点,则实数a的取值范围为A.a>-2 B.a>-C.a<-2 D.a<-√由函数f(x)=eax+2x,可得f'(x)=aeax+2,若a≥0,f'(x)>0,此时f(x)为增函数,无极值点;若a<0,令f'(x)=aeax+2=0,解得x=ln当x>ln时,f'(x)>0,当x故x=ln是f(x)=eax+2x的极值点,由于函数f(x)=eax+2x有大于零的极值点,∴ln>0,即ln<0,即0<-<1,解得a<-2.命题点1 不含参函数的最值利用导数求函数的最值题型二例4 函数f(x)=cos x+(x+1)sin x+1在区间[0,2π]上的最小值、最大值分别为A.- B.-C.-+2 D.-+2√f(x)=cos x+(x+1)sin x+1,x∈[0,2π],则f'(x)=-sin x+sin x+(x+1) cos x=(x+1)cos x,x∈[0,2π].令f'(x)=0,解得x=或x=.因为f =cos sin +1=+2,f =cos sin +1=-又f(0)=cos 0+(0+1)sin 0+1=2,f(2π)=cos 2π+(2π+1)sin 2π+1=2,所以f(x)max=f +2,f(x)min=f =-.命题点2 含参函数的最值例5 已知函数f(x)=(x-1)ex-ax2(a>0),求函数f(x)在[1,2]上的最小值.函数f(x)=(x-1)ex-ax2,求导得f'(x)=xex-ax=x(ex-a),若x∈[1,2],则①当ln a≥2,即a≥e2时,ex-a≤0,f'(x)≤0,函数f(x)在[1,2]上单调递减,因此函数f(x)在[1,2]上的最小值为f(2)=e2-2a;②当1因此函数f(x)的最小值为f(ln a)=a(ln a-1)-a(ln a)2;③当ln a≤1,即0因此函数f(x)在[1,2]上的最小值为f(1)=-a.综上,当a≥e2时,f(x)在[1,2]上的最小值为e2-2a;当e当0求含有参数的函数的最值,需先求函数的定义域、导函数,通过对参数分类讨论,判断函数的单调性,从而得到函数f(x)的最值.思维升华跟踪训练2 (1)已知函数f(x)=x-sin x,x∈[0,π],则f(x)的最大值为 . π由f(x)=x-sin x,x∈[0,π],可得f'(x)=1-cos x,x∈[0,π],令f'(x)=0可得cos x=又x∈[0,π],所以x=当x∈时,f'(x)<0,f(x)单调递减;当x∈时,f'(x)>0,f(x)单调递增;易知f(0)=0,f(π)=π,因此f(x)的最大值为π.(2)(2025·泰安模拟)已知函数f(x)=+ln x在区间[1,e]上的最小值为则a的值为A.1 B. C. D.√因为f(x)=+ln x(x>0),所以f'(x)=当a≤0时,f'(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,此时f(x)在区间[1,e]上的最小值为f(1)=a+ln 1=解得a=不符合题意,舍去;当a>0时,令f'(x)<0,得00,得x>a,所以f(x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增,①当0所以最小值为f(1)=a≤1,不符合题意,舍去;②当1所以最小值为f(a)=1+ln a=解得a=;③当a≥e时,f(x)在[1,e]上单调递减,所以最小值为f(e)=+ln e=解得a=不符合题意,舍去.综上所述,a=.三次函数是一类重要的函数,其规律性强,内容相对独立,且有一些独有的结论和技巧.如果能得当运用三次函数的有关结论,可以大大简化解题过程.三次函数的性质微拓展典例 (多选)已知三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),则下列选项正确的是A.三次函数的对称中心是B.若函数f(x)关于点(m,n)对称,则y=f'(x)的图象关于直线x=m对称C.若函数y=f(x)有极值,则对称中心是两个取极值的点的中点D.若f(x)=0的三个根分别为x1,x2,x3,则x1+x2+x3=-√√√对于A,设f(m-x)+f(m+x)=2n,得[a(m-x)3+b(m-x)2+c(m-x)+d]+[a(m+x)3+b(m+x)2+c(m+x)+d]=2n,整理得(6ma+2b)x2+(2am3+2bm2+2cm+2d)=2n.根据多项式恒等对应系数相等,可得m=-且n=am3+bm2+cm+d,从而三次函数是中心对称曲线,且由n=f(m)知其对称中心(m,f(m))仍然在曲线上.故对称中心为,A正确;对于B,由y=f(x)的图象关于点(m,n)对称,得f(x)+f(2m-x)=2n.求导可得f'(2m-x)=f'(x),即y=f'(x)的图象关于直线x=m对称,B正确;对于C,设f'(x)=3ax2+2bx+c=0的两根分别为x1,x2,则x1+x2=-,x1x2=.设f(x)的两个取极值的点为A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2)),则f(x1)+f(x2)=(a+b+cx1+d)+(a+b+cx2+d)=a()+b()+c(x1+x2)+2d=a(x1+x2)[(x1+x2)2-3x1x2]+b[(x1+x2)2-2x1x2]+c(x1+x2)+2d=a+b+2d=+2d.2f =2=+2d,所以f(x1)+f(x2)=2f ,AB的中点P即为对称中心,C正确;对于D,ax3+bx2+cx+d=a(x-x1)(x-x2)(x-x3)=ax3-a(x1+x2+x3)x2+a(x1x2+x2x3+x3x1)x-ax1x2x3.比较系数可得x1+x2+x3=-,D错误.返回课时精练对一对答案1234567891011121314题号 1 2 3 4 5 6 7 8答案 A B D B B A AD BCD题号 9 10 13 14 答案 (2,+∞) C [-ln 2,+∞) 答案1234567891011121314(1)由函数f(x)=+x,可得f'(x)=1-=所以f'(0)==1-a=0,解得a=1.11.答案1234567891011121314(2)函数f(x)=+x的定义域为R,且f'(x)=1-=当a≤0时,f'(x)>0恒成立,所以f(x)在R上单调递增,f(x)无极值;当a>0时,令f'(x)>0,解得x>ln a;令f'(x)<0,解得x所以f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,所以f(x)的极小值为1+ln a,无极大值.综上所述,当a≤0时,f(x)无极值;当a>0时,f(x)的极小值为1+ln a,无极大值.11.答案1234567891011121314(1)当a=1时,则f(x)=ex-x-1,f'(x)=ex-1,可得f(1)=e-2,f'(1)=e-1,即切点坐标为(1,e-2),切线斜率k=e-1,所以切线方程为y-(e-2)=(e-1)(x-1),即(e-1)x-y-1=0.12.答案1234567891011121314(2)方法一 因为f(x)的定义域为R,且f'(x)=ex-a,若a≤0,则f'(x)>0对任意x∈R恒成立,可知f(x)在R上单调递增,无极值,不符合题意;若a>0,令f'(x)>0,解得x>ln a,令f'(x)<0,解得x可知f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,12.答案1234567891011121314则f(x)有极小值f(ln a)=a-aln a-a3,无极大值,由题意可得,f(ln a)=a-aln a-a3<0,即a2+ln a-1>0,令g(a)=a2+ln a-1,a>0,则g'(a)=2a+>0,可知g(a)在(0,+∞)上单调递增,且g(1)=0,不等式a2+ln a-1>0等价于g(a)>g(1),12.答案1234567891011121314解得a>1,所以a的取值范围为(1,+∞).方法二 因为f(x)的定义域为R,且f'(x)=ex-a,若f(x)有极小值,则f'(x)=ex-a有零点,令f'(x)=ex-a=0,可得ex=a,可知y=ex与y=a有交点,则a>0,12.答案1234567891011121314令f'(x)>0,解得x>ln a;令f'(x)<0,解得x可知f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,则f(x)有极小值f(ln a)=a-aln a-a3,无极大值,符合题意,由题意可得,f(ln a)=a-aln a-a3<0,即a2+ln a-1>0,令g(a)=a2+ln a-1,a>0,因为y=a2,y=ln a-1在(0,+∞)上均单调递增,12.答案1234567891011121314所以g(a)在(0,+∞)上单调递增,且g(1)=0,不等式a2+ln a-1>0等价于g(a)>g(1),解得a>1,所以a的取值范围为(1,+∞).12.一、单项选择题1.函数f(x)=x3+x2-3x-1的极小值点是A.1 B.C.-3 D.(-3,8)√1234567891011121314知识过关答案1234567891011121314答案f'(x)=x2+2x-3,由x2+2x-3=0,得x=-3或x=1,所以函数f(x)=x3+x2-3x-1在(-∞,-3)上单调递增,在(-3,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,故f(x)在x=1处有极小值,极小值点为1.1234567891011121314答案2.(2024·楚雄模拟)已知定义域为[-3,5]的函数f(x)的导函数为f'(x),且f'(x)的图象如图所示,则A.f(x)在(-2,2)上先增后减B.f(x)有极小值f(2)C.f(x)有2个极值点D.f(x)在x=-3处取得最大值√1234567891011121314答案由f'(x)的图象可知,当x∈(-2,2)或x∈(4,5)时,f'(x)<0,则f(x)单调递减,故A错误;当x∈(-3,-2)或x∈(2,4)时,f'(x)>0,则f(x)单调递增,所以当x=2时,f(x)有极小值f(2),故B正确;由f'(x)的图象结合单调性可知,当x=-2,2,4时,f(x)有极值,所以f(x)有3个极值点,故C错误;当x∈(-3,-2)时,f'(x)>0,则f(x)单调递增,所以f(-3)3.(2025·苏州模拟)设0A.1 B. C.2 D.√1234567891011121314因为0答案4.(2024·赤峰模拟)已知函数f(x)=xln x-ax有极值-e,则a等于A.1 B.2 C.e D.3√1234567891011121314答案1234567891011121314由题目条件可得,函数f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=ln x+1-a.令f'(x)>0,得x>ea-1;令f'(x)<0,得0所以函数f(x)在区间(0,ea-1)上单调递减,在区间(ea-1,+∞)上单调递增.则函数f(x)的极小值点是ea-1,无极大值点,故f(ea-1)=ea-1ln ea-1-aea-1=-e,解得a=2.答案5.若函数f(x)=ex-ln(x+m)的最小值为2+ln 2,则m等于A.-2 B.-ln 2C.- D.+ln 2√1234567891011121314答案1234567891011121314易知f(x)的定义域为(-m,+∞),f'(x)=ex-易知f'(x)在区间(-m,+∞)上单调递增,又当x→-m时,f'(x)→-∞;当x→+∞时,f'(x)→+∞,所以存在唯一x0∈(-m,+∞),使得f'(x0)=0,即x0=-ln(x0+m),所以当x∈(-m,x0)时,f'(x)<0;当x∈(x0,+∞)时,f'(x)>0,所以f(x)在区间(-m,x0)上单调递减,在区间(x0,+∞)上单调递增,所以f(x)的最小值为f(x0)=-ln(x0+m)=+x0=2+ln 2=eln 2+ln 2,所以x0=ln 2,所以eln 2=解得m=-ln 2.答案6.已知函数f(x)=ln x-ax有两个不同的极值点x1,x2(x1A.a的取值范围是(-∞,1)B.x1是极小值点C.当x∈(x2,+∞)时,f'(x)<0D.√1234567891011121314答案1234567891011121314令f'(x)=-a=-a=0,由题意,方程=a在(0,+∞)上有两根x1,x2(x1设g(x)=g'(x)=当00,g(x)单调递增,当x>1时,g'(x)<0,g(x)单调递减,所以g(x)max=g(1)=1>0,答案1234567891011121314当x→0时,g(x)=→-∞,当x→+∞时,g(x)=→0,所以a的取值范围是(0,1),故A不正确;由A选项分析可知0当0当x1f'(x1)=0=f'(x2),f(x)单调递增,当x>x2时,f'(x)所以x1是极小值点,故B,C正确;对于D,因为=a,所以故D正确.答案二、多项选择题7.已知函数f(x)=x3-3x2,则A.f(x)在(0,1)上单调递减B.f(x)的极大值点为2C.f(x)的极大值为-2D.f(x)有2个零点1234567891011121314√答案√由函数f(x)=x3-3x2,可得f'(x)=3x2-6x=3x(x-2),令f'(x)>0,解得x<0或x>2;令f'(x)<0,解得0所以函数f(x)在(0,2)上单调递减,在(-∞,0),(2,+∞)上单调递增,当x=0时,函数f(x)取得极大值,极大值为f(0)=0;当x=2时,函数f(x)取得极小值,极小值为f(2)=-4,又由x→+∞时,f(x)→+∞且f(2)=-4<0,f(0)=0,所以函数f(x)只有两个零点,所以A,D正确,B,C不正确.1234567891011121314答案8.(2023·新高考全国Ⅱ)若函数f(x)=aln x+(a≠0)既有极大值也有极小值,则A.bc>0 B.ab>0C.b2+8ac>0 D.ac<0√1234567891011121314答案√√1234567891011121314函数f(x)=aln x+的定义域为(0,+∞),则f'(x)=因为函数f(x)既有极大值也有极小值,则函数f'(x)在(0,+∞)上有两个变号零点,而a≠0,因此方程ax2-bx-2c=0有两个不相等的正实数根x1,x2,答案1234567891011121314于是即有b2+8ac>0,ab>0,ac<0,显然a2bc<0,即bc<0,故A错误,B,C,D正确.答案三、填空题9.若函数f(x)=x3-4x+m在[0,3]上的最小值为4,则m= .1234567891011121314答案f'(x)=x2-4,当x∈[0,2)时,f'(x)<0,当x∈(2,3]时,f'(x)>0,所以f(x)在[0,2)上单调递减,在(2,3]上单调递增,所以f(2)为f(x)在[0,3]上的极小值,也是最小值,故×8-4×2+m=4,解得m=.10.若函数f(x)=x2-ax+ln x在(0,2)上有极值,则实数a的取值范围是 . 1234567891011121314答案(2,+∞)1234567891011121314f(x)=x2-ax+ln x的定义域为(0,+∞),f'(x)=x-a+要使函数f(x)=x2-ax+ln x在(0,2)上有极值,则f'(x)=x-a+在(0,2)上有变号零点,令g(x)=x+x∈(0,2),则g(x)=x+≥2=2,当且仅当x=1时等号成立,所以a≥2.答案1234567891011121314当a=2时,f'(x)=x-a+=x+-2≥0,函数f(x)单调递增,则函数f(x)=x2-ax+ln x在(0,2)上没有极值,故a>2,即实数a的取值范围是(2,+∞).答案四、解答题11.已知函数f(x)=+x(a∈R).(1)若f'(0)=0,求实数a的值;1234567891011121314答案由函数f(x)=+x,可得f'(x)=1-所以f'(0)==1-a=0,解得a=1.(2)讨论函数f(x)的极值.1234567891011121314答案1234567891011121314答案函数f(x)=+x的定义域为R,且f'(x)=1-当a≤0时,f'(x)>0恒成立,所以f(x)在R上单调递增,f(x)无极值;当a>0时,令f'(x)>0,解得x>ln a;令f'(x)<0,解得x所以f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,所以f(x)的极小值为1+ln a,无极大值.综上所述,当a≤0时,f(x)无极值;当a>0时,f(x)的极小值为1+ln a,无极大值.12.(2024·新课标全国Ⅱ)已知函数f(x)=ex-ax-a3.(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;1234567891011121314答案当a=1时,则f(x)=ex-x-1,f'(x)=ex-1,可得f(1)=e-2,f'(1)=e-1,即切点坐标为(1,e-2),切线斜率k=e-1,所以切线方程为y-(e-2)=(e-1)(x-1),即(e-1)x-y-1=0.(2)若f(x)有极小值,且极小值小于0,求a的取值范围.1234567891011121314答案1234567891011121314答案方法一 因为f(x)的定义域为R,且f'(x)=ex-a,若a≤0,则f'(x)>0对任意x∈R恒成立,可知f(x)在R上单调递增,无极值,不符合题意;若a>0,令f'(x)>0,解得x>ln a,令f'(x)<0,解得x可知f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,1234567891011121314答案在(ln a,+∞)上单调递增,则f(x)有极小值f(ln a)=a-aln a-a3,无极大值,由题意可得,f(ln a)=a-aln a-a3<0,即a2+ln a-1>0,令g(a)=a2+ln a-1,a>0,则g'(a)=2a+>0,可知g(a)在(0,+∞)上单调递增,且g(1)=0,不等式a2+ln a-1>0等价于g(a)>g(1),1234567891011121314答案解得a>1,所以a的取值范围为(1,+∞).方法二 因为f(x)的定义域为R,且f'(x)=ex-a,若f(x)有极小值,则f'(x)=ex-a有零点,令f'(x)=ex-a=0,可得ex=a,可知y=ex与y=a有交点,则a>0,1234567891011121314答案令f'(x)>0,解得x>ln a;令f'(x)<0,解得x可知f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,则f(x)有极小值f(ln a)=a-aln a-a3,无极大值,符合题意,由题意可得,f(ln a)=a-aln a-a3<0,即a2+ln a-1>0,1234567891011121314答案令g(a)=a2+ln a-1,a>0,因为y=a2,y=ln a-1在(0,+∞)上均单调递增,所以g(a)在(0,+∞)上单调递增,且g(1)=0,不等式a2+ln a-1>0等价于g(a)>g(1),解得a>1,所以a的取值范围为(1,+∞).13.设ab≠0,若a为函数f(x)=a(x-a)2(x-b)的极大值点,则A.abC.abb21234567891011121314答案√能力拓展1234567891011121314答案由三次函数的性质可知,要使a为函数f(x)=a(x-a)2(x-b)的极大值点,则当a>0时,函数f(x)的大致图象如图(1)所示,则0当a<0时,函数f(x)的大致图象如图(2)所示,则b综上,ab14.若不等式a+2x+|ln x|-1≥0恒成立,则a的取值范围是 .1234567891011121314[-ln 2,+∞)答案1234567891011121314答案不等式a+2x+|ln x|-1≥0恒成立,即a≥1-2x-|ln x|恒成立,设f(x)=1-2x-|ln x|,x∈(0,+∞),当x≥1时,f(x)=1-2x-ln x,f'(x)=-2-<0,∴f(x)在[1,+∞)上单调递减,此时f(x)max=f(1)=-1;当0∴f'(x)=-2+1234567891011121314答案∴当x∈时,f'(x)>0,当x∈时,f'(x)<0,∴f(x)在上单调递增,在上单调递减,此时f(x)max=f =ln =-ln 2.综上可知,a的取值范围是[-ln 2,+∞).返回 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第三章 §3.3 导数与函数的极值、最值 练习(含解析).docx 第三章 §3.3 导数与函数的极值、最值.docx 第三章 §3.3 导数与函数的极值、最值.pptx