2.,∴
當或時,,當時,
∴函數(shù)在和上是增函數(shù),在(-1,1)上是減函數(shù).
∴當時,函數(shù)取得極大值,
當時,函數(shù)取得極小值.
說明:解題的成功要靠正確思路的選擇.本題從逆向思維的角度出發(fā),根據(jù)題設結(jié)構(gòu)進行逆向聯(lián)想,合理地實現(xiàn)了問題的轉(zhuǎn)化,使抽象的問題具體化,在轉(zhuǎn)化的過程中充分運用了已知條件確定了解題的大方向.可見出路在于“思想認識”.在求導之后,不會應用的隱含條件,因而造成了解決問題的最大思維障礙.
2.試判斷是函數(shù)的極小值還是極大值,并說明理由.
分析:考察函數(shù)是實數(shù)域上的可導函數(shù),可先求導確定可能的極值點,再通過極值點與導數(shù)的關(guān)系,即極值點必為的根建立起由極值點所確定的相關(guān)等式,運用待定系數(shù)法求出參數(shù)a、b、c的值.
解:1.解法一:.
是函數(shù)的極值點,
∴是方程,即的兩根,
由根與系數(shù)的關(guān)系,得
又,∴, (3)
由(1)、(2)、(3)解得.
解法二:由得
, (1)
(2)
又,∴, (3)
解(1)、(2)、(3)得.
1.試求常數(shù)a、b、c的值;
2.
∴
令,得.
當或時,,
∴函數(shù)在和上是減函數(shù);
當或時,,
∴函數(shù)在和上是增函數(shù).
∴當和時,函數(shù)有極小值0,
當時,函數(shù)有極大值.
說明:在確定極值時,只討論滿足的點附近的導數(shù)的符號變化情況,確定極值是不全面的.在函數(shù)定義域內(nèi)不可導的點處也可能存在極值.本題1中處,2中及處函數(shù)都不可導,但在這些點處左右兩側(cè)異號,根據(jù)極值的判定方法,函數(shù)在這些點處仍取得極值.從定義分析,極值與可導無關(guān).
根據(jù)函數(shù)的極值確定參數(shù)的值
例 已知在時取得極值,且.
1. ;2.
分析:利用求導的方法,先確定可能取到極值的點,然后依據(jù)極值的定義判定.在函數(shù)的定義域內(nèi)尋求可能取到極值的“可疑點”,除了確定其導數(shù)為零的點外,還必須確定函數(shù)定義域內(nèi)所有不可導的點.這兩類點就是函數(shù)在定義內(nèi)可能取到極值的全部“可疑點”.
解:1.
令,解得,但也可能是極值點.
當或時,,
∴函數(shù)在和上是增函數(shù);
當時,,
∴函數(shù)在(0,2)上是減函數(shù).
∴當時,函數(shù)取得極大值,
當時,函數(shù)取得極小值.
3.函數(shù)的定義域為R.
令,得.
當或時,,
∴函數(shù)在和上是減函數(shù);
當時,,
∴函數(shù)在(-1,1)上是增函數(shù).
∴當時,函數(shù)取得極小值,
當時,函數(shù)取得極大值
說明:思維的周密性是解決問題的基礎(chǔ),在解題過程中,要全面、系統(tǒng)地考慮問題,注意各種條件 綜合運用,方可實現(xiàn)解題的正確性.解答本題時應注意只是函數(shù)在處有極值的必要條件,如果再加之附近導數(shù)的符號相反,才能斷定函數(shù)在處取得極值.反映在解題上,錯誤判斷極值點或漏掉極值點是學生經(jīng)常出現(xiàn)的失誤.
復雜函數(shù)的極值
例 求下列函數(shù)的極值:
2.函數(shù)定義域為R.
令,得或.
當或時,,
∴函數(shù)在和上是減函數(shù);
當時,,
∴函數(shù)在(0,2)上是增函數(shù).
∴當時,函數(shù)取得極小值,
當時,函數(shù)取得極大值.
1.;2.;3.
分析:按照求極值的基本方法,首先從方程求出在函數(shù)定義域內(nèi)所有可能的極值點,然后按照函數(shù)極值的定義判斷在這些點處是否取得極值.
解:1.函數(shù)定義域為R.
令,得.
當或時,,
∴函數(shù)在和上是增函數(shù);
當時,,
∴函數(shù)在(-2,2)上是減函數(shù).
∴當時,函數(shù)有極大值,
當時,函數(shù)有極小值
4.函數(shù)定義域為,當時,
令,解得,∴,
又,∴
說明:對于閉區(qū)間上的連續(xù)函數(shù),如果在相應開區(qū)間內(nèi)可導,求上最值可簡化過程,即直接將極值點與端點的函數(shù)值比較,即可判定最大(或最小)的函數(shù)值,就是最大(或最小)值.解決這類問題,運算欠準確是普遍存在的一個突出問題,反映出運算能力上的差距.運算的準確要依靠運算方法的合理與簡捷,需要有效的檢驗手段,只有全方位的“綜合治理”才能在堅實的基礎(chǔ)上形成運算能力,解決運算不準確的弊。
求兩變量乘積的最大值
例 已知為正實數(shù),且滿足關(guān)系式,求的最大值.
分析:題中有兩個變量x和y,首先應選擇一個主要變量,將表示為某一變量(x或y或其它變量)的函數(shù)關(guān)系,實現(xiàn)問題的轉(zhuǎn)化,同時根據(jù)題設條件確定變量的取值范圍,再利用導數(shù)(或均值不等式等)求函數(shù)的最大值.
解:解法一:,
∴.
由解得.
設
當時,
.
令,得或(舍).
∴,又,∴函數(shù)的最大值為.
即的最大值為.
解法二:由得,
設,
∴,設,
則
令,得或.
,此時
∴
即當時,
說明:進行一題多解訓練,是一種打開思路,激發(fā)思維,鞏固基礎(chǔ),溝通聯(lián)系的重要途徑,但要明確解決問題的策略、指向和思考方法,需要抓住問題的本質(zhì),領(lǐng)悟真諦,巧施轉(zhuǎn)化,方可快捷地與熟悉的問題接軌,在實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的過程中,關(guān)鍵是要注意變量的取值范圍必須滿足題設條件,以免解題陷于困境,功虧一簣.
3..
令,即,解得
當時,,當時,.
∴函數(shù)在點處取得極小值,也是最小值為
即.
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