专题3.10 函数的极值、最值问题(新高考)(解析版)
专题 3.10 函数的极值、最值问题
1.导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,主要考查以下几个角度:
(1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系;
(2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数;
(3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题;
(4)考查数形结合思想的应用.
2.利用导数研究函数 的单调性和极值的求解策略:
(1)写定义域,对函数 求导 ;
(2)在定义域内,解不等式 和 ;
(3)写出单调区间,并判断极值点(含参数的可能要讨论参数).
【预测题 1】设函数 , .
(1)求 的单调区间;
(2)设函数 是单调递增函数,求实数 的值.
【答案】(1) 的单调增区间为 ,单调减区间为 ;(2)
【解析】因为 ,所以定义域为 ,
所以 令 解得 , 解得 且
1
故 的单调增区间为 ,单调减区间为 ;
(2) 因为 ,
所以 定义域为 ,则
因为 为增函数,所以 对任意 恒成立.
若 ,则 ,则当 时, ,所以当 时, ,
所以故 在 单调递减,在 单调递增,不符合题意;
若 ,则令 ,解得 或 ,则 ,
所以则当 时, ,当 时, ,
所以故 在 单调递减,在 单调递增,不符合题意;
若 ,则令 ,解得 或 则 ,
所以则当 时, ,当 时, ,
所以故 在 单调递减,在 单调递增,不符合题意;
当 时, ,此时 恒成立,故符合题意,
综上所述 .
【名师点睛】函数的单调性是对某个区间而言的,所以要受区间的限制,例如 分别
在 内都是单调递减的,但不能说它在整个定义域内单调递减,只能分开写,
即单调区间为 和 ,不能用 “ ”.
【预测题 2】已知函数 .
2
(1)当 时,求函数 的单调区间;
(2)若函数 的图象相切,求实数 a的值.
【答案】(1)单调递减区间为 ,单调递增区间为 ;(2)实数 的值为
0.
【解析】(1)当 时, ,所以 .
易知函数 在 上为增函数, ,
所以当 时, ,当 时, .
所以当 时,函数 的单调递减区间为 ,单调递增区间为 .
(2)因为 ,所以 .
由直线 与函数 的图象相切,可设切点为 ,
且切点 P满足 ,即 ,
由①③消元,得 ④,
由②得 ,将其代入④得 ,
所以 .
设 ,则 ,
当 时, ,函数 单调递增;
当 时, ,函数 单调递减,
所以 在 处取得极大值 ,
3
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