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1、精編北師大版數(shù)學(xué)資料
第一課時 函數(shù)的最大值與最小值(一)
一、教學(xué)目標(biāo):
1、知識與技能:會求函數(shù)的最大值與最小值。
2、過程與方法:通過具體實例的分析,會利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值。
3、情感、態(tài)度與價值觀:讓學(xué)生感悟由具體到抽象,由特殊到一般的思想方法。
二、教學(xué)重點:函數(shù)最大值與最小值的求法
教學(xué)難點:函數(shù)最大值與最小值的求法
三、教學(xué)方法:探究歸納,講練結(jié)合
四、教學(xué)過程:
(一)、復(fù)習(xí)引入
1、極大值: 一般地,設(shè)函數(shù)f(x)在點x0附近有定義,如果對x0附近的所有的點,都有f(x)<f(x0),就說f(x0)是函數(shù)f(x)的一個極大值,記作y極
2、大值=f(x0),x0是極大值點
2、極小值:一般地,設(shè)函數(shù)f(x)在x0附近有定義,如果對x0附近的所有的點,都有f(x)>f(x0).就說f(x0)是函數(shù)f(x)的一個極小值,記作y極小值=f(x0),x0是極小值點
3、極大值與極小值統(tǒng)稱為極值注意以下幾點:
(?。O值是一個局部概念由定義,極值只是某個點的函數(shù)值與它附近點的函數(shù)值比較是最大或最小并不意味著它在函數(shù)的整個的定義域內(nèi)最大或最小
(ⅱ)函數(shù)的極值不是唯一的即一個函數(shù)在某區(qū)間上或定義域內(nèi)極大值或極小值可以不止一個
(ⅲ)極大值與極小值之間無確定的大小關(guān)系即一個函數(shù)的極大值未必大于極小值,如下圖所示,是極大值點,是極小值
3、點,而>
(ⅳ)函數(shù)的極值點一定出現(xiàn)在區(qū)間的內(nèi)部,區(qū)間的端點不能成為極值點
而使函數(shù)取得最大值、最小值的點可能在區(qū)間的內(nèi)部,也可能在區(qū)間的端點。
我們知道,極值反映的是函數(shù)在某一點附近的局部性質(zhì),而不是函數(shù)在整個定義域內(nèi)的性質(zhì).也就是說,如果是函數(shù)的極大(?。┲迭c,那么在點附近找不到比更大(?。┑闹担牵诮鉀Q實際問題或研究函數(shù)的性質(zhì)時,我們更關(guān)心函數(shù)在某個區(qū)間上,哪個至最大,哪個值最?。绻呛瘮?shù)的最大(小)值,那么不小(大)于函數(shù)在相應(yīng)區(qū)間上的所有函數(shù)值.
(二)、探究新課
1、函數(shù)的最大值和最小值
觀察圖中一個定義在閉區(qū)間上的函數(shù)的圖象.圖中與是極小值,是極大值.函數(shù)在上
4、的最大值是,最小值是.
結(jié)論:一般地,在閉區(qū)間上函數(shù)的圖像是一條連續(xù)不斷的曲線,那么函數(shù)在上必有最大值與最小值.
說明:⑴在開區(qū)間內(nèi)連續(xù)的函數(shù)不一定有最大值與最小值.如函數(shù)在內(nèi)連續(xù),但沒有最大值與最小值;
⑵函數(shù)的最值是比較整個定義域內(nèi)的函數(shù)值得出的;函數(shù)的極值是比較極值點附近函數(shù)值得出的.
⑶函數(shù)在閉區(qū)間上連續(xù),是在閉區(qū)間上有最大值與最小值的充分條件而非必要條件.
(4)函數(shù)在其定義區(qū)間上的最大值、最小值最多各有一個,而函數(shù)的極值可能不止一個,也可能沒有一個
2、“最值”與“極值”的區(qū)別和聯(lián)系
⑴最值”是整體概念,是比較整個定義域內(nèi)的函數(shù)值得出的,具有絕對性;而“極值”是個局部
5、概念,是比較極值點附近函數(shù)值得出的,具有相對性.
⑵從個數(shù)上看,一個函數(shù)在其定義域上的最值是唯一的;而極值不唯一;
⑶函數(shù)在其定義區(qū)間上的最大值、最小值最多各有一個,而函數(shù)的極值可能不止一個,也可能沒有一個
⑷極值只能在定義域內(nèi)部取得,而最值可以在區(qū)間的端點處取得,有極值的未必有最值,有最值的未必有極值;極值有可能成為最值,最值只要不在端點必定是極值.
3、利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值步驟:
由上面函數(shù)的圖象可以看出,只要把連續(xù)函數(shù)所有的極值與定義區(qū)間端點的函數(shù)值進(jìn)行比較,就可以得出函數(shù)的最值了.
設(shè)函數(shù)在上連續(xù),在內(nèi)可導(dǎo),則求在上的最大值與最小值的步驟如下:⑴求在內(nèi)的極值;⑵將的各極值與
6、、比較得出函數(shù)在上的最值
(三)、例題探析
例1、求函數(shù)在區(qū)間上的最大值與最小值
解:先求導(dǎo)數(shù),得
令=0即解得
導(dǎo)數(shù)的正負(fù)以及,如下表
X
-2
(-2,-1)
1
(-1,0)
0
(0,1)
1
(1,2)
2
y/
-
0
+
0
-
0
+
y
13
↘
4
↗
5
↘
4
↗
13
從上表知,當(dāng)時,函數(shù)有最大值13,當(dāng)時,函數(shù)有最小值4
例2、已知,∈(0,+∞).是否存在實數(shù),使同時滿足下列兩個條件:(1))在(0,1)上是減函數(shù),在[1,+∞)上是增函數(shù);(2)的最小值是1,若存在,求出,若不存在,
7、說明理由.
解:設(shè)g(x)= ∵f(x)在(0,1)上是減函數(shù),在[1,+∞)上是增函數(shù)
∴g(x)在(0,1)上是減函數(shù),在[1,+∞)上是增函數(shù).
∴ ∴ 解得 經(jīng)檢驗,a=1,b=1時,f(x)滿足題設(shè)的兩個條件。
(四)、課堂練習(xí):
1.下列說法正確的是( )
A.函數(shù)的極大值就是函數(shù)的最大值
B.函數(shù)的極小值就是函數(shù)的最小值
C.函數(shù)的最值一定是極值
D.在閉區(qū)間上的連續(xù)函數(shù)一定存在最值
2.函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的最大值是M,最小值是m,若M=m,則f′(x) ( )
A.等于0 B.大于0
8、C.小于0 D.以上都有可能
3.函數(shù)y=,在[-1,1]上的最小值為( )
A.0 B.-2 C.-1 D.
4.函數(shù)y=的最大值為( )。
A. B.1 C. D.
5.設(shè)y=|x|3,那么y在區(qū)間[-3,-1]上的最小值是( )
A.27 B.-3 C.-1 D.1
6.設(shè)f(x)=ax3-6ax2+b在區(qū)間[-1,2]上的最大值為3,最小值為-29,且a>b,則( )
A.a=2,b=29 B.a=2,b=3 C.a=3,b=2 D.a=-2,b=-3
(五)、小結(jié) :
⑴函數(shù)在閉區(qū)間上的最值點必在下列各種點之中:導(dǎo)數(shù)等于零的點,導(dǎo)數(shù)不存在的點,區(qū)間端點;⑵函數(shù)在閉區(qū)間上連續(xù),是在閉區(qū)間上有最大值與最小值的充分條件而非必要條件;⑶閉區(qū)間上的連續(xù)函數(shù)一定有最值;開區(qū)間內(nèi)的可導(dǎo)函數(shù)不一定有最值,若有唯一的極值,則此極值必是函數(shù)的最值。
(六)、作業(yè)布置:
五、教學(xué)反思: