第三章 第6节 导数与函数的极值 课件(共53张PPT)+学案 2027届高中数学人教A版(2019)一轮复习

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第三章 第6节 导数与函数的极值 课件(共53张PPT)+学案 2027届高中数学人教A版(2019)一轮复习

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第6节 导数与函数的极值
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条件和充分条件. 2.会用导数求函数的极大值、极小值. 3.会利用极值求参数.
1.函数的极小值
函数y=f(x)在点x=a的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点的函数值都小,f'(a)=0;而且在点x=a附近的左侧f'(x)<0,右侧f'(x)>0.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的函数值f(b)比它在点x=b附近其他点的函数值都大,f'(b)=0;而且在点x=b附近的左侧f'(x)>0,右侧f'(x)<0.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、极大值点统称为极值点,极小值和极大值统称为极值.
1.对于可导函数f(x),f'(x)=0是f(x)在x=x0处有极值的必要不充分条件,例如,f(x)=x3,f'(x)=3x2,f'(0)=0,但x=0不是f(x)=x3的极值点.
2.极值点不是点,而是一个实数,极大值与极小值没有必然联系,极小值可能比极大值还大.
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)函数可能没有极值,也可能不止一个.(  )
(2)单调函数没有极值.(  )
(3)极值点出现在区间的内部,端点不能是极值点.(  )
(4)极大值一定大于极小值.(  )
答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)×
2.(人教B选修三P100练习AT1改编)如图是f(x)的导函数f'(x)的图象,则f(x)的极小值点的个数为(  )
               
A.1 B.2
C.3 D.4
答案 A
解析 由题意知在x=-1处f'(-1)=0,且其两侧导数值符号左负右正.
3.(人教A选修二P91例5改编)函数f(x)=x3-4x+4的极大值为    ,极小值为    .
答案  -
解析 因为f(x)=x3-4x+4,
所以f'(x)=x2-4=(x+2)(x-2),
由f'(x)>0,得x<-2或x>2,
由f'(x)<0,得-2故f(x)在(-∞,-2),(2,+∞)上单调递增,
在(-2,2)上单调递减,故f(x)的极大值为f(-2)=,极小值为f(2)=-.
4.(人教A选修二P104T9改编)函数f(x)=x(x-c)2有极值,则实数c的取值范围是      .
答案 (-∞,0)∪(0,+∞)
解析 f'(x)=(x-c)2+2x(x-c)
=3x2-4cx+c2.
由题意知f'(x)有变号零点,
∴Δ=16c2-12c2=4c2>0,解得c≠0,
即c∈(-∞,0)∪(0,+∞).
考点一 根据函数图象判断极值
例1 (多选)已知f'(x)为函数f(x)的导函数,若函数y=f'(x)-1的大致图象如图所示,则(  )
A.f(x)有3个极值点
B.x=-4是f(x)的极大值点
C.x=0是f(x)的极大值点
D.f(x)在(0,4)上单调递减
答案 AB
解析 根据函数y=f'(x)-1的图象可知,
在区间(-∞, -4),(0,4),f'(x)>0,f(x)单调递增;
在区间(-4,0),(4,+∞),f'(x)<0,f(x)单调递减.
所以f(x)有3个极值点,x=-4是f(x)的极大值点,f(x)在(0,4)上单调递增,
x=0是f(x)的极小值点,所以A,B正确.
感悟提升 由函数y=f(x)的导函数图象判断函数y=f(x)的极值,要抓住两点:(1)由y=f'(x)的图象与x轴的交点,可得函数y=f(x)的可能极值点;(2)由导函数y=f'(x)的图象可以看出y=f'(x)的值的正负,从而可得函数y=f(x)的单调性.两者结合可得极值点.
训练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
答案 BC
解析 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-2可得f'(x)>0,即f(x)单调递增,
当0可得f'(x)<0,即f(x)单调递减,
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.
考点二 求已知函数的极值
例2 (2026·苏州模拟节选)已知函数h(x)=aln x-x2-(a-2)x,求h(x)的极值.
解 易知h(x)的定义域为(0,+∞),
求导得h'(x)=-2x-(a-2)=-,
令h'(x)=0,解得x=1或x=-,
①当a≥0时,由h'(x)>0,得0由h'(x)<0,得x>1,
因此函数h(x)有极大值h(1)=1-a,没有极小值;
②当0<-<1,即-20,得-由h'(x)<0,得01,
因此函数h(x)有极小值h=aln-a,极大值h(1)=1-a;
③当-=1,即a=-2时,h'(x)≤0,
因此函数h(x)没有极值;
④当->1,即a<-2时,
由h'(x)>0,得1由h'(x)<0,得0-,
因此函数h(x)有极小值h(1)=1-a,极大值h=aln-a,
综上,当a≥0时,函数h(x)有极大值h(1)=1-a,没有极小值;
当-2当a=-2时,函数h(x)没有极值;
当a<-2时,函数h(x)有极小值h(1)=1-a,极大值h=aln-a.
感悟提升 运用导数求函数f(x)极值的一般步骤:(1)确定函数f(x)的定义域;(2)求导函数f'(x);(3)解方程f'(x)=0,求出导函数在定义域内的所有根;(4)检验f'(x)在f'(x)=0的根x0左右两侧值的符号;(5)求出极值.
训练2 (1)(2026·深圳质检)已知函数f(x)=x2ln x,则下列结论正确的是(  )
A.f(x)在x=处取得极大值-
B.f(x)在x=处取得极大值
C.f(x)在x=处取得极小值-
D.f(x)在x=处取得极小值
答案 C
解析 f'(x)=2xln x+x=x(2ln x+1),且x∈(0,+∞).
令f'(x)=0,得x=,所以x∈时,f'(x)<0,f(x)单调递减,x∈时,f'(x)>0,f(x)单调递增.所以f(x)在x=处取得极小值fln =-.故选C.
(2)(2026·青岛模拟节选)已知函数f(x)=e2x+ex-ax,讨论f(x)极值点的个数.
解 函数f(x)的定义域为R,
由题意知,f'(x)=2e2x+ex-a,
当a≤0时,f'(x)>0,所以f(x)在R上单调递增,
即f(x)极值点的个数为0;
当a>0时,令f'(x)=0,t=ex>0,
可得2t2+t-a=0,
易知Δ=1+8a>0,
故解关于t的方程2t2+t-a=0得,t1=<0(舍去),t2=>0,
即ex=t2,则x=ln t2,
所以当x>ln t2时,f'(x)>0,
当x所以f(x)在(ln t2,+∞)上单调递增,
在(-∞,ln t2)上单调递减,
即f(x)极值点的个数为1.
综上,当a≤0时,f(x)极值点的个数为0;
当a>0时,f(x)极值点的个数为1.
考点三 由函数的极值求参数
例3 (2025·上海卷)已知f(x)=x2-(m+2)x+mln x,m∈R.
(1)若f(1)=0,求不等式f(x)≤x2-1的解集;
(2)若函数y=f(x)满足在(0,+∞)上存在极大值,求m的取值范围.
解 (1)由题设条件可得,f(1)=1-(m+2)=0,
解得m=-1,
此时f(x)=x2-x-ln x.
由f(x)≤x2-1,可得ln x+x-1≥0,
令g(x)=ln x+x-1(x>0),
则g'(x)=+1>0在(0,+∞)上恒成立,
所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,
易知g(1)=0,所以要使g(x) ≥0,
即g(x)≥g(1),
可得x≥1.
综上,不等式f(x)≤x2-1的解集为[1,+∞).
(2)f'(x)=.
令f'(x)=0,得x=1或.
①当>1,即m>2时,
由f'(x)>0,得0;
由f'(x)<0,得1故f(x)在(0,1),上单调递增,在上单调递减,
此时f(x)在x=1处取得极大值.
②当0<<1,即0由f'(x)>0,得01;
由f'(x)<0,得故f(x)在,(1,+∞)上单调递增,在上单调递减,
此时f(x)在x=处取得极大值.
③当=1,即m=2时,f'(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,即f(x)在(0,+∞)上单调递增,
此时函数f(x)在(0,+∞)上无极大值.
④当≤0,即m≤0时,
由f'(x)<0,得0由f'(x)>0,得x>1.
故f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
此时f(x)在x=1处取得极小值,无极大值.
综上可知,m的取值范围为(0,2)∪(2,+∞).
感悟提升 1.已知函数极值确定函数解析式中的参数时,要根据极值点的导数为0和极值这两个条件列方程组,利用待定系数法求解,求解后要检验.
2.判断极值点的个数,转化为导数的根的个数.
训练3 (2026·汕头模拟)设a∈R,若函数f(x)=x3-x2+x+2在(1,2)内存在极值点,则a的取值范围是    .
答案 
解析 由题意可得f'(x)=2x2-ax+1,
若函数f(x)在(1,2)内存在极值点.
则f'(x)在(1,2)内有变号零点,
即ax=2x2+1在(1,2)上有解,
a=2x+在(1,2)上有解,
等价于直线y=a与y=2x+在(1,2)内的图象有交点,
因为y=2x+在(1,2)上单调递增,
所以y=2x+∈,
所以a∈.
一、单选题
1.设函数f(x)在R上可导,其导函数为f'(x),且函数y=(1-x)f'(x)的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是(  )
A.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(1)
B.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(1)
C.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(-2)
D.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(2)
答案 D
解析 由题图可知,当x<-2时,f'(x)>0;
当-2当1当x>2时,f'(x)>0.
由此可以得到函数f(x)在x=-2处取得极大值,
在x=2处取得极小值.
2.函数f(x)=x3+x2-3x-1的极小值点是(  )
A.1 B.
C.-3 D.(-3,8)
答案 A
解析 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)和(1,+∞)上单调递增,在(-3,1)上单调递减,
故f(x)在x=1处有极小值,极小值点为1.
3.函数f(x)=(x-ln x)(ln x-2)的极小值和极大值分别为(  )
A.1-e,-(2-ln 2)2
B.e-1,-(ln 2)2
C.e-1,2-ln 2
D.-e,-ln 2
答案 A
解析 f'(x)=,
则f(x)在(0,2),(e,+∞)上单调递增,
在(2,e)上单调递减,故f(x)的极大值为f(2)=-(2-ln 2)2,极小值为f(e)=1-e.
4.已知函数f(x)=x3+(a-1)x2+x+1没有极值,则实数a的取值范围是(  )
A.[0,1]     B.(-∞,0]∪[1,+∞)
C.[0,2]     D.(-∞,0]∪[2,+∞)
答案 C
解析 由f(x)=x3+(a-1)x2+x+1,
得f'(x)=x2+2(a-1)x+1.
根据题意得[2(a-1)]2-4≤0,
解得0≤a≤2.
5.(2026·江西省重点高中联考)已知x=2是函数f(x)=x2+aln x的极值点,则a=(  )
A.8 B.4
C.-4 D.-8
答案 D
解析 由题设知f'(x)=2x+,
令f'(2)=4+=0,可得a=-8,
此时f'(x)=2x-,x>0,
所以02时,f'(x)>0,
所以函数f(x)在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,
故x=2是f(x)的极小值点,符合题意.
故a=-8.故选D.
6.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
答案 B
解析 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.
7.(2026·威海模拟)若函数f(x)=ex-ax2-2ax有两个极值点,则实数a的取值范围为(  )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 由f(x)=ex-ax2-2ax,
得f'(x)=ex-2ax-2a.
因为函数f(x)=e2-ax2-2ax有两个极值点,
所以f'(x)=ex-2ax-2a有两个变号零点,
令f'(x)=0,得,
设g(x)=,y=;
则g'(x)=-,
令g'(x)=0,即-=0,解得x=0,
当x>0时,g'(x)<0;
当x<0时,g'(x)>0,
所以g(x)在(-∞,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减.
当x→-∞时,
g(x)→-∞;
当x→+∞时,g(x)→0.
分别作出函数g(x)=与y=的图象,如图所示,
由图可知,0<<1,解得a>,
所以实数a的取值范围为.
二、多选题
8.(2025·新高考Ⅱ卷)已知f(x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=(x2-3)ex+2,则(  )
A.f(0)=0
B.当x<0时,f(x)=-(x2-3)e-x-2
C.f(x)≥2当且仅当x≥
D.x=-1是f(x)的极大值点
答案 ABD
解析 根据奇函数的定义有f(0)=0,A正确;
当x<0时,-x>0,
所以f(x)=-f(-x)=-[(x2-3)e-x+2]
=-(x2-3)e-x-2,B正确;
当x>0时,f'(x)=(x2+2x-3)ex=(x-1)·(x+3)ex,
所以函数f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
所以x=1是极小值点,f(1)=2-2e,
因为函数f(x)是奇函数,所以x=-1是极大值点,D正确;
极大值f(-1)=2e-2>2=f(),而-1<,
C错误.
9.(2026·运城调研)若x=-2是函数f(x)=(x2+ax-1)ex-1的极值点,则下面结论正确的为(  )
A.a=-1
B.f(x)的单调递增区间为(-2,1)
C.f(x)的极小值为1
D.f(x)的极大值为5e-3
答案 AD
解析 由题可得f'(x)=ex-1[x2+(a+2)x+a-1],x∈R,
因为x=-2是函数f(x)=(x2+ax-1)ex-1的极值点,
所以f'(-2)=0,则4-2(a+2)+a-1=0,
解得a=-1,
故f(x)=(x2-x-1)ex-1,
f'(x)=ex-1(x2+x-2)=(x-1)(x+2)ex-1,
当x<-2或x>1时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
当-2故f(x)的单调递增区间为(-∞,-2),(1,+∞),
单调递减区间为(-2,1),故A正确,B错误;
由上可知,f(x)的极大值为f(-2)=5e-3,极小值为f(1)=-1,故C错误,D正确.
三、填空题
10.函数f(x)=2x-xln x的极值是    .
答案 e
解析 因为f'(x)=2-(ln x+1)=1-ln x,
令f'(x)>0,解得0令f'(x)<0,解得x>e,
则f(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,所以x=e时,f(x)取得极大值,f(x)极大值=f(e)=e.
11.(2025·新高考Ⅱ卷)若x=2是函数f(x)=(x-1)(x-2)(x-a)的极值点,则f(0)=    .
答案 -4
解析 由题意得
f(x)=x3-(3+a)x2+(3a+2)x-2a,
所以f'(x)=3x2-2(3+a)x+3a+2,
因为x=2是函数f(x)的极值点,
所以f'(2)=0,
即3×22-2×2(3+a)+3a+2=0,
解得a=2,经检验,满足题意,
所以f(x)=(x-1)(x-2)2,
所以f(0)=-4.
12.若函数f(x)=x2-x+aln x在(1,+∞)上有极值点,则实数a的取值范围为    .
答案 (-∞,-1)
解析 函数f(x)的定义域为(0,+∞),
f'(x)=2x-1+,
由题意知2x2-x+a=0在(1,+∞)上有解,
相应二次函数的对称轴为直线x=,
所以2×12-1+a<0,解得a<-1,
所以a∈(-∞,-1).
四、解答题
13.已知函数f(x)=+x(a∈R).
(1)若f'(0)=0,求实数a的值;
(2)讨论函数f(x)的极值.
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.
14.(2024·新高考Ⅱ卷)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;
(2)若f(x)有极小值,且极小值小于0,求a的取值范围.
解 (1)当a=1时,f(x)=ex-x-1,则f'(x)=ex-1,
则f'(1)=e-1.
f(1)=e-2,所以切点坐标为(1,e-2),
所以切线方程为y-(e-2)=(e-1)(x-1),
即(e-1)x-y-1=0.
(2)易知函数f(x)的定义域为R,
f'(x)=ex-a.
当a≤0时,f'(x)>0,函数f(x)在R上单调递增,无极值;
当a>0时,由f'(x)>0,得x>ln a,由f'(x)<0,得x所以函数f(x)在区间(-∞,ln a)上单调递减,
在区间(ln a,+∞)上单调递增,
所以f(x)的极小值为f(ln a)=a-aln a-a3.
由题意知a-aln a-a3<0(a>0),
等价于1-ln a-a2<0(a>0).
令g(a)=1-ln a-a2(a>0),
则g'(a)=--2a<0,
所以函数g(a)在(0,+∞)上单调递减,
又g(1)=0,故当00;
当a>1时,g(a)<0.
故实数a的取值范围为(1,+∞).(共53张PPT)
数学
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第三章 一元函数的导数及其应用
第6节 导数与函数的极值
1.借助函数图象,了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件.
2.会用导数求函数的极大值、极小值.
3.会利用极值求参数.
课标要求
内容索引
知识诊断自测
01
考点聚焦突破
02
03
课时对点精练
知识诊断自测
01
1.函数的极小值
函数y=f(x)在点x=a的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点的函数值都小,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的函数值f(b)比它在点x=b附近其他点的函数值都大,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)<0
f'(x)>0
f'(x)>0
f'(x)<0
极值点
极值
常用结论与微点提醒
1.对于可导函数f(x),f'(x)=0是f(x)在x=x0处有极值的必要不充分条件,例如,f(x)=x3,f'(x)=3x2,f'(0)=0,但x=0不是f(x)=x3的极值点.
2.极值点不是点,而是一个实数,极大值与极小值没有必然联系,极小值可能比极大值还大.
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)函数可能没有极值,也可能不止一个.(  )
(2)单调函数没有极值.(  )
(3)极值点出现在区间的内部,端点不能是极值点.(  )
(4)极大值一定大于极小值.(  )
诊断自测 概念思考辨析+教材经典改编

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2.(人教B选修三P100练习AT1改编)如图是f(x)的导函数f'(x)的图象,则f(x)的极小值点的个数为(  )
A.1 B.2
C.3 D.4
由题意知在x=-1处f'(-1)=0,且其两侧导数值符号左负右正.
A
3.(人教A选修二P91例5改编)函数f(x)=x3-4x+4的极大值为    ,极小值为    .
因为f(x)=x3-4x+4,所以f'(x)=x2-4=(x+2)(x-2),
由f'(x)>0,得x<-2或x>2,由f'(x)<0,得-2故f(x)在(-∞,-2),(2,+∞)上单调递增,
在(-2,2)上单调递减,故f(x)的极大值为f(-2)=,极小值为f(2)=-.
4.(人教A选修二P104T9改编)函数f(x)=x(x-c)2有极值,则实数c的取值范围是            .
(-∞,0)∪(0,+∞)
f'(x)=(x-c)2+2x(x-c)=3x2-4cx+c2.
由题意知f'(x)有变号零点,
∴Δ=16c2-12c2=4c2>0,解得c≠0,
即c∈(-∞,0)∪(0,+∞).
考点聚焦突破
02
例1 (多选)已知f'(x)为函数f(x)的导函数,若函数y=f'(x)-1的大致图象如图所示,则(  )
A.f(x)有3个极值点
B.x=-4是f(x)的极大值点
C.x=0是f(x)的极大值点
D.f(x)在(0,4)上单调递减
AB
根据函数y=f'(x)-1的图象可知,
在区间(-∞, -4),(0,4),f'(x)>0,f(x)单调递增;
考点一 根据函数图象判断极值
在区间(-4,0),(4,+∞),f'(x)<0,f(x)单调递减.
所以f(x)有3个极值点,x=-4是f(x)的极大值点,f(x)在(0,4)上单调递增,
x=0是f(x)的极小值点,所以A,B正确.
感悟提升
由函数y=f(x)的导函数图象判断函数y=f(x)的极值,要抓住两点:(1)由y=f'(x)的图象与x轴的交点,可得函数y=f(x)的可能极值点;(2)由导函数y=f'(x)的图象可以看出y=f'(x)的值的正负,从而可得函数y=f(x)的单调性.两者结合可得极值点.
训练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
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-2可得f'(x)>0,即f(x)单调递增,
当0可得f'(x)<0,即f(x)单调递减,
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 (2026·苏州模拟节选)已知函数h(x)=aln x-x2-(a-2)x,求h(x)的极值.
考点二 求已知函数的极值
易知h(x)的定义域为(0,+∞),
求导得h'(x)=-2x-(a-2)=-,
令h'(x)=0,解得x=1或x=-,
①当a≥0时,由h'(x)>0,得0由h'(x)<0,得x>1,
因此函数h(x)有极大值h(1)=1-a,没有极小值;
②当0<-<1,即-20,得-由h'(x)<0,得01,
因此函数h(x)有极小值h=aln-a,极大值h(1)=1-a;
③当-=1,即a=-2时,h'(x)≤0,
因此函数h(x)没有极值;
④当->1,即a<-2时,
由h'(x)>0,得1由h'(x)<0,得0-,
因此函数h(x)有极小值h(1)=1-a,极大值h=aln-a,
综上,当a≥0时,函数h(x)有极大值h(1)=1-a,没有极小值;
当-2极大值h(1)=1-a;
当a=-2时,函数h(x)没有极值;
当a<-2时,函数h(x)有极小值h(1)=1-a,
极大值h=aln-a.
感悟提升
运用导数求函数f(x)极值的一般步骤:(1)确定函数f(x)的定义域;(2)求导函数f'(x);(3)解方程f'(x)=0,求出导函数在定义域内的所有根;(4)检验f'(x)在f'(x)=0的根x0左右两侧值的符号;(5)求出极值.
训练2 (1)(2026·深圳质检)已知函数f(x)=x2ln x,则下列结论正确的是(  )
A.f(x)在x=处取得极大值- B.f(x)在x=处取得极大值
C.f(x)在x=处取得极小值- D.f(x)在x=处取得极小值
C
f'(x)=2xln x+x=x(2ln x+1),且x∈(0,+∞).
令f'(x)=0,得x=,所以x∈时,f'(x)<0,f(x)单调递减,x∈时,f'(x)>0,f(x)单调递增.所以f(x)在x=处取得极小值fln =-.故选C.
(2)(2026·青岛模拟节选)已知函数f(x)=e2x+ex-ax,讨论f(x)极值点的个数.
函数f(x)的定义域为R,
由题意知,f'(x)=2e2x+ex-a,
当a≤0时,f'(x)>0,所以f(x)在R上单调递增,
即f(x)极值点的个数为0;
当a>0时,令f'(x)=0,t=ex>0,
可得2t2+t-a=0,
易知Δ=1+8a>0,
故解关于t的方程2t2+t-a=0得,t1=<0(舍去),
t2=>0,
即ex=t2,则x=ln t2,所以当x>ln t2时,f'(x)>0,
当x所以f(x)在(ln t2,+∞)上单调递增,
在(-∞,ln t2)上单调递减,
即f(x)极值点的个数为1.
综上,当a≤0时,f(x)极值点的个数为0;
当a>0时,f(x)极值点的个数为1.
例3 (2025·上海卷)已知f(x)=x2-(m+2)x+mln x,m∈R.
(1)若f(1)=0,求不等式f(x)≤x2-1的解集;
考点三 由函数的极值求参数
由题设条件可得,f(1)=1-(m+2)=0,解得m=-1,
此时f(x)=x2-x-ln x.
由f(x)≤x2-1,可得ln x+x-1≥0,令g(x)=ln x+x-1(x>0),
则g'(x)=+1>0在(0,+∞)上恒成立,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,
易知g(1)=0,所以要使g(x) ≥0,即g(x)≥g(1),可得x≥1.
综上,不等式f(x)≤x2-1的解集为[1,+∞).
(2)若函数y=f(x)满足在(0,+∞)上存在极大值,求m的取值范围.
f'(x)=.令f'(x)=0,得x=1或.
①当>1,即m>2时,
由f'(x)>0,得0;
由f'(x)<0,得1故f(x)在(0,1),上单调递增,在上单调递减,
此时f(x)在x=1处取得极大值.
②当0<<1,即0由f'(x)>0,得01;
由f'(x)<0,得故f(x)在,(1,+∞)上单调递增,在上单调递减,
此时f(x)在x=处取得极大值.
③当=1,即m=2时,f'(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,
即f(x)在(0,+∞)上单调递增,此时函数f(x)在(0,+∞)上无极大值.
④当≤0,即m≤0时,由f'(x)<0,得0由f'(x)>0,得x>1.故f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
此时f(x)在x=1处取得极小值,无极大值.
综上可知,m的取值范围为(0,2)∪(2,+∞).
感悟提升
1.已知函数极值确定函数解析式中的参数时,要根据极值点的导数为0和极值这两个条件列方程组,利用待定系数法求解,求解后要检验.
2.判断极值点的个数,转化为导数的根的个数.
训练3 (2026·汕头模拟)设a∈R,若函数f(x)=x3-x2+x+2在(1,2)内存在极
值点,则a的取值范围是     .
由题意可得f'(x)=2x2-ax+1,
若函数f(x)在(1,2)内存在极值点.
则f'(x)在(1,2)内有变号零点,
即ax=2x2+1在(1,2)上有解,
a=2x+在(1,2)上有解,
等价于直线y=a与y=2x+在(1,2)内的图象有交点,
因为y=2x+在(1,2)上单调递增,
所以y=2x+∈,
所以a∈.
课时对点精练
03
一、单选题
1.设函数f(x)在R上可导,其导函数为f'(x),且函数y=(1-x)f'(x)的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是(  )
A.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(1)
B.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(1)
C.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(-2)
D.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(2)
D
由题图可知,当x<-2时,f'(x)>0;当-2当1当x>2时,f'(x)>0.
由此可以得到函数f(x)在x=-2处取得极大值,
在x=2处取得极小值.
2.函数f(x)=x3+x2-3x-1的极小值点是(  )
A.1 B.
C.-3 D.(-3,8)
A
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)和(1,+∞)上单调递增,
在(-3,1)上单调递减,
故f(x)在x=1处有极小值,极小值点为1.
3.函数f(x)=(x-ln x)(ln x-2)的极小值和极大值分别为(  )
A.1-e,-(2-ln 2)2 B.e-1,-(ln 2)2
C.e-1,2-ln 2 D.-e,-ln 2
A
f'(x)=,
则f(x)在(0,2),(e,+∞)上单调递增,
在(2,e)上单调递减,故f(x)的极大值为f(2)=-(2-ln 2)2,
极小值为f(e)=1-e.
4.已知函数f(x)=x3+(a-1)x2+x+1没有极值,则实数a的取值范围是(  )
A.[0,1] B.(-∞,0]∪[1,+∞)
C.[0,2] D.(-∞,0]∪[2,+∞)
C
由f(x)=x3+(a-1)x2+x+1,
得f'(x)=x2+2(a-1)x+1.
根据题意得[2(a-1)]2-4≤0,
解得0≤a≤2.
5.(2026·江西省重点高中联考)已知x=2是函数f(x)=x2+aln x的极值点,则a=(  )
A.8 B.4
C.-4 D.-8
D
由题设知f'(x)=2x+,令f'(2)=4+=0,可得a=-8,
此时f'(x)=2x-,x>0,
所以02时,f'(x)>0,
所以函数f(x)在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,
故x=2是f(x)的极小值点,符合题意.故a=-8.故选D.
6.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
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.
7.(2026·威海模拟)若函数f(x)=ex-ax2-2ax有两个极值点,则实数a的取值范围为(  )
A. B.
C. D.
D
由f(x)=ex-ax2-2ax,得f'(x)=ex-2ax-2a.
因为函数f(x)=e2-ax2-2ax有两个极值点,
所以f'(x)=ex-2ax-2a有两个变号零点,
令f'(x)=0,得,设g(x)=,y=;
则g'(x)=-,令g'(x)=0,即-=0,解得x=0,
当x>0时,g'(x)<0;当x<0时,g'(x)>0,
所以g(x)在(-∞,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减.
当x→-∞时,g(x)→-∞;当x→+∞时,g(x)→0.
分别作出函数g(x)=与y=的图象,如图所示,
由图可知,0<<1,解得a>,
所以实数a的取值范围为.
8.(2025·新高考Ⅱ卷)已知f(x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=(x2-3)ex+2,则(   )
A.f(0)=0 B.当x<0时,f(x)=-(x2-3)e-x-2
C.f(x)≥2当且仅当x≥ D.x=-1是f(x)的极大值点
ABD
根据奇函数的定义有f(0)=0,A正确;
当x<0时,-x>0,
所以f(x)=-f(-x)=-[(x2-3)e-x+2]=-(x2-3)e-x-2,B正确;
当x>0时,f'(x)=(x2+2x-3)ex=(x-1)·(x+3)ex,
二、多选题
所以函数f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
所以x=1是极小值点,f(1)=2-2e,
因为函数f(x)是奇函数,所以x=-1是极大值点,D正确;
极大值f(-1)=2e-2>2=f(),而-1<,
C错误.
9.(2026·运城调研)若x=-2是函数f(x)=(x2+ax-1)ex-1的极值点,则下面结论正确的为(  )
A.a=-1 B.f(x)的单调递增区间为(-2,1)
C.f(x)的极小值为1 D.f(x)的极大值为5e-3
AD
由题可得f'(x)=ex-1[x2+(a+2)x+a-1],x∈R,
因为x=-2是函数f(x)=(x2+ax-1)ex-1的极值点,
所以f'(-2)=0,则4-2(a+2)+a-1=0,
解得a=-1,
故f(x)=(x2-x-1)ex-1,
f'(x)=ex-1(x2+x-2)=(x-1)(x+2)ex-1,
当x<-2或x>1时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
当-2故f(x)的单调递增区间为(-∞,-2),(1,+∞),
单调递减区间为(-2,1),故A正确,B错误;
由上可知,f(x)的极大值为f(-2)=5e-3,极小值为f(1)=-1,
故C错误,D正确.
10.函数f(x)=2x-xln x的极值是    .
因为f'(x)=2-(ln x+1)=1-ln x,
令f'(x)>0,解得0令f'(x)<0,解得x>e,
则f(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,所以x=e时,f(x)取得极大值,f(x)极大值=f(e)=e.
三、填空题
e
11.(2025·新高考Ⅱ卷)若x=2是函数f(x)=(x-1)(x-2)(x-a)的极值点,则f(0)=    .
-4
由题意得f(x)=x3-(3+a)x2+(3a+2)x-2a,
所以f'(x)=3x2-2(3+a)x+3a+2,
因为x=2是函数f(x)的极值点,所以f'(2)=0,
即3×22-2×2(3+a)+3a+2=0,
解得a=2,经检验,满足题意,
所以f(x)=(x-1)(x-2)2,
所以f(0)=-4.
12.若函数f(x)=x2-x+aln x在(1,+∞)上有极值点,则实数a的取值范围为        .
(-∞,-1)
函数f(x)的定义域为(0,+∞),
f'(x)=2x-1+,
由题意知2x2-x+a=0在(1,+∞)上有解,
相应二次函数的对称轴为直线x=,
所以2×12-1+a<0,解得a<-1,
所以a∈(-∞,-1).
13.已知函数f(x)=+x(a∈R).
(1)若f'(0)=0,求实数a的值;
由函数f(x)=+x,
可得f'(x)=1-,
所以f'(0)==1-a=0,解得a=1.
四、解答题
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(2)讨论函数f(x)的极值.
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.
14.(2024·新高考Ⅱ卷)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;
当a=1时,f(x)=ex-x-1,则f'(x)=ex-1,
则f'(1)=e-1.
f(1)=e-2,所以切点坐标为(1,e-2),
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.
易知函数f(x)的定义域为R,f'(x)=ex-a.
当a≤0时,f'(x)>0,函数f(x)在R上单调递增,无极值;
当a>0时,由f'(x)>0,得x>ln a,由f'(x)<0,得x所以函数f(x)在区间(-∞,ln a)上单调递减,
在区间(ln a,+∞)上单调递增,
所以f(x)的极小值为f(ln a)=a-aln a-a3.
由题意知a-aln a-a3<0(a>0),
等价于1-ln a-a2<0(a>0).
令g(a)=1-ln a-a2(a>0),
则g'(a)=--2a<0,
所以函数g(a)在(0,+∞)上单调递减,
又g(1)=0,故当00;
当a>1时,g(a)<0.
故实数a的取值范围为(1,+∞).

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