函数的极值与最大值.ppt

第三节 函数的极值与最大值、最小值 一、函数极值的定义 二、函数极值的判定和求法三、函数的最大值和最小值 1.求可导函数f(x)在闭区间a,b上的最大值和最小值 一般方法：求出所有驻点处的函数值，并与端点的函数值直接比较即知最值。例1 求函数 在区间-2,6上的最大值和最小值。2.一个特殊情形 结论：若函数f(x)在一个开区间内可导且有唯一的极值点x0，则当f(x0)为极大（小）值时，f(x0)就是f(x)在该区间内的最大（小）值。例2 求函数 的最大值。3.实际问题 在实际问题中，若函数f(x)在某区间内只有一个驻点x0，且从实际问题本身又可以知道f(x)在该区间内必有最值，则f(x0)就是所要求的最值（不必判断）。例3 用边长为48厘米的正方形铁皮做一 个无盖的铁盒时，在铁皮的四角各截去一个面积相等的小正方形，然后把四边折起，就能焊成铁盒。问怎样截才能使铁盒容积最大？48x48-2x48-2xx 例4 如图所示的电路中，已知电源电压为 E，内阻为r，求负载电阻R为多大时，输出功率最大？rER第四节 曲线的凹凸与拐点 一、凹凸性 定义 如果在某区间内的曲线弧位于其上任一点切线的上方，则称此曲线弧在该区间内为凹的；如果在某区间内的曲线弧位于其上任一点切线的下方，则称此曲线弧在该区间内为凸的。OxyABCDE 例如，右图中，曲线弧 ABC在区间(a,c)内是凸的；弧CDE 在区间(c,b)内是凹的。acb 几何上，对于凹的曲线弧，切线的斜率随x的增大而增大，即 为x的增函数，即 0。对于凸的曲线弧，切线的斜率随x的增大而减小，即 为x的减函数，即 。定理（凹凸性判定定理）设函数f(x)在区间(a,b)内具有二阶导数。（1）若在(a,b)内 ，则曲线y=f(x)在(a,b)内为凹的；（2）若在(a,b)内 ，则曲线y=f(x)在(a,b)内为凸的。凹凸 例1 判定曲线 的凹凸性。x +例2 判定曲线y=x3的凹凸性。x 0 0 +y=x3 二、拐点的定义和求法 定义 连续曲线上凹的曲线弧与凸的曲线弧的分界点叫做曲线的拐点。例如，例2中的点(0,0)即为曲线y=x3的拐点。拐点的求法：（1）确定函数y=f(x)的定义域（2）求出 （3）令 ，解出这个方程在函数y=f(x)的定义域内的实根 （4）对于解出的方程 的每个实根x0，考察 在x0左右近旁的符号。若 的符号相反，则点(x0,f(x0)为拐点；否则不是拐点。例3 求曲线 的凹凸区间和拐点。x 1 0 +曲线y=f(x)拐点(1,-2)例4 判断曲线 是否有拐点？三、函数图形的描绘（微分法作图）例5 用微分法作函数 的图象。x -1 (-1,0)0 (0,1)1 曲线 极大值 拐点 极小值 +0 0 +y=f(x)(0,0)0 +1-1O12-2xy-1 有时，还可结合所谓水平、垂直渐近线作图。定义 对于函数y=f(x)，若存在，则称直线y=b 为曲线y=f(x)的水平渐近线；若存在，则称直线x=x0 为曲线y=f(x)的垂直渐近线。例如，直线y=1及x=2分别为曲线 的水平和垂直渐近线。Oyx1 2 31y=1 注意：曲线是由双曲线 平移而得到的。x=2 用微分法作函数图象的一般步骤：（1）求函数的定义域 （2）判断函数的有界性、奇偶性、周期性 （3）求函数的一阶导数，并解出驻点；求函数的二阶导数，解出二阶导数为零的点 （4）用函数的驻点及二阶导数为零的点，将函数的定义域分成若干个区间，列出一个综合表，以综合判断函数的单调性、极值及曲线的凹凸性和拐点（包括凸增、凸减、凹增、凹减等）（5）判断曲线有无水平或垂直渐近线（若有的话，则求出之）（6）适当补充若干个辅助点，综合作出函数的图象。布置作业：P119:3(1)(2)(5).5.6.P124:1(单).2(单).补充：用微分法作函数y=2-x-x3的图象。