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课程目标
学习脉络
1.了解函数极值的概念,会从几何直观理解函数的极值与导数的关系,并会灵活应用.
2.掌握函数极值的判定及求法.
3.掌握函数在某一点取得极值的条件.
1.极值点与极值
(1)极小值点与极小值.
如图,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,则把点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)极大值点与极大值.
如图,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,则把点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)极值的定义
①极大值和极小值统称为极值;极大值点和极小值点统称为极值点.
②极值反映了函数在某一点附近的大小情况,刻画的是函数的局部性质.
思考1(1)导数为0的点一定是函数的极值点吗?
(2)一个函数在一个区间的端点处可以取得极值吗?
(3)一个函数在给定的区间上是否一定有极值?若有极值,是否可以有多个?极大值一定比极小值大吗?
提示:(1)不一定,例如对于函数f(x)=x3,虽有f′(0)=0,但x=0并不是f(x)=x3的极值点,要使导数为0的点成为极值点,还必须满足其他条件.
(2)不可以,函数在一个区间的端点处一定不可能取得极值,因为不符合极值点的定义.
(3)在一个给定的区间上,函数可能有若干个极值点,也可能不存在极值点;函数可以只有极大值,没有极小值,或者只有极小值没有极大值,也可能既有极大值,又有极小值.极大值不一定比极小值大,极小值也不一定比极大值小.
思考2函数的极值与单调性有什么联系?
提示:极值点两侧单调性必须相反,若f(x)在区间(a,b)内有极值,那么f(x)在(a,b)内一定不是单调函数,即在区间上单调的函数没有极值.
2.求函数y=f(x)的极值的方法
解方程f′(x)=0,当f′(x0)=0时:
(1)如果在x0附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0,那么f(x0)是极大值;
(2)如果在x0附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0,那么f(x0)是极小值.