教学目标:
1.理解极大值、极小值的概念.
2.能够运用判别极大值、极小值的方法来求函数的极值.
3.掌握求可导函数的极值的步骤.
教学重点:
极大、极小值的概念和判别方法,以及求可导函数的极值的步骤.
教学过程:
一、问题情境
1.问题情境.
函数的导数与函数的单调性的关系是什么?
设函数y=f(x)在某个区间内有导数,如果在这个区间内y′>0,那么函数y=f(x)为在这个区间内的增函数;如果在这个区间内y′<0,那么函数y=f(x)为在这个区间内的减函数.
2.探究活动.
用导数求函数单调区间的步骤是什么?
(1)函数f(x)的导数.
(2)令>0解不等式,得x的范围就是递增区间.
(3)令<0解不等式,得x的范围就是递减区间.
二、建构数学
1.极大值:一般地,设函数f(x)在点x0附近有定义,如果对x0附近的所
有的点都有f(x)<f(x0),就说f(x0)是函数f(x)的一个极大值,记作y极大值=f(x0),x0是极大值点.
2.极小值:一般地,设函数f(x)在x0附近有定义,如果对x0附近的所有的
点,都有f(x)>f(x0),就说f(x0)是函数f(x)的一个极小值,记作y极小值=f(x0),x0是极小值点.
3.极大值与极小值统称为极值.
在定义中,取得极值的点称为极值点,极值点是自变量的值,极值指的是函数值,请注意以下几点:
(1)极值是一个局部的概念定义,极值只是某个点的函数值与它附近点的函数值比较是最大或最小,并不意味着它在函数的整个的定义域内最大或最小.
(2)函数的极值不是惟一的,即一个函数在某区间上或定义域内极大值或极小值可以不止一个.
(3)极大值与极小值之间无确定的大小关系,即一个函数的极大值未必大于极小值,如下图所示,是极大值点,是极小值点,而>.
(4)函数的极值点一定出现在区间的内部,区间的端点不能成为极值点,而使函数取得最大值、最小值的点可能在区间的内部,也可能在区间的端点.
4.判别f(x0)是极大、极小值的方法.
若满足,且在的两侧的导数异号,则是的极值点,是极值,并且如果在两侧满足“左正右负”,则是的极大值点,是极大值;如果在两侧满足“左负右正”,则是的极小值点,是极小值.
5.求可导函数f(x)的极值的步骤:
(1)确定函数的定义区间,求导数.
(2)求方程=0的根.
(3)用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干小开区间,并列成表格.检查在方程根左右的值的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值;如果左右不改变符号,那么f(x)在这个根处无极值.
三、数学运用
例1 求f(x)=x2-x-2的极值.
例2 求y=x3-4x+的极值.
求极值的具体步骤:
第一,求导数;第二,令=0,求方程的根;第三,列表,检查在方程根左右的值的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值,如果左右都是正,或者左右都是负,那么f(x)在这根处无极值.
练习
1.求下列函数的极值.
(1);
(2).
探索 若寻找可导函数极值点,可否只由f(x)=0求得即可?如x=0是否为函数的极值点?
四、回顾小结
函数的极大、极小值的定义以及判别方法,求可导函数f(x)的极值的三个步骤,还有要弄清函数的极值是就函数在某一点附近的小区间而言的,在整个定义区间可能有多个极值,且要在这点处连续.可导函数极值点的导数为0,但导数为零的点不一定是极值点,要看这点两侧的导数是否异号.函数的不可导点可能是极值点.
五、课外作业
1.课本第31页第1,3题.
2.补充.
1.求下列函数的极值.
(1)y=x2-7x+6 (2)y=x3-27x
2.思考题极值和最值的区别与联系?