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1、(新教材)北師大版精品數(shù)學(xué)資料
函數(shù)的極值
一、教學(xué)目標(biāo):
1、知識(shí)與技能:⑴理解函數(shù)極值的概念;⑵會(huì)求給定函數(shù)在某區(qū)間上的極值。
2、過程與方法:通過具體實(shí)例的分析,會(huì)對(duì)函數(shù)的極大值與極小值。
3、情感、態(tài)度與價(jià)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(diǎn):函數(shù)極值的判定方法
教學(xué)難點(diǎn):函數(shù)極值的判定方法
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、常見函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式:
;;;;; ;;
2、法則1
法則2 ,
法則3
3、復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù):
4、
2、函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性的關(guān)系:設(shè)函數(shù)y=f(x) 在某個(gè)區(qū)間內(nèi)有導(dǎo)數(shù),如果在這個(gè)區(qū)間內(nèi)>0,那么函數(shù)y=f(x) 在為這個(gè)區(qū)間內(nèi)的增函數(shù);如果在這個(gè)區(qū)間內(nèi)<0,那么函數(shù)y=f(x) 在為這個(gè)區(qū)間內(nèi)的減函數(shù)
5、用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)單調(diào)區(qū)間的步驟:①求函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)f′(x). ②令f′(x)>0解不等式,得x的范圍就是遞增區(qū)間.③令f′(x)<0解不等式,得x的范圍,就是遞減區(qū)間
(二)、探究新課
1、極大值: 一般地,設(shè)函數(shù)f(x)在點(diǎn)x0附近有定義,如果對(duì)x0附近的所有的點(diǎn)都有f(x)<f(x0),就說f(x0)是函數(shù)f(x)的一個(gè)極大值,記作y極大值=f(x0),x0是
3、極大值點(diǎn)
2、極小值:一般地,設(shè)函數(shù)f(x)在x0附近有定義,如果對(duì)x0附近的所有的點(diǎn),都有f(x)>f(x0).就說f(x0)是函數(shù)f(x)的一個(gè)極小值,記作y極小值=f(x0),x0是極小值點(diǎn)
3、極大值與極小值統(tǒng)稱為極值
在定義中,取得極值的點(diǎn)稱為極值點(diǎn),極值點(diǎn)是自變量的值,極值指的是函數(shù)值請(qǐng)注意以下幾點(diǎn):
(?。O值是一個(gè)局部概念由定義,極值只是某個(gè)點(diǎn)的函數(shù)值與它附近點(diǎn)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(gè)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(gè)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(gè)
(ⅲ)極大值與極小值之間無確定的大小關(guān)系即一個(gè)函數(shù)的極
4、大值未必大于極小值,如下圖所示,是極大值點(diǎn),是極小值點(diǎn),而>
(ⅳ)函數(shù)的極值點(diǎn)一定出現(xiàn)在區(qū)間的內(nèi)部,區(qū)間的端點(diǎn)不能成為極值點(diǎn)而使函數(shù)取得最大值、最小值的點(diǎn)可能在區(qū)間的內(nèi)部,也可能在區(qū)間的端點(diǎn)
4、判別f(x0)是極大、極小值的方法:若滿足,且在的兩側(cè)的導(dǎo)數(shù)異號(hào),則是的極值點(diǎn),是極值,并且如果在兩側(cè)滿足“左正右負(fù)”,則是的極大值點(diǎn),是極大值;如果在兩側(cè)滿足“左負(fù)右正”,則是的極小值點(diǎn),是極小值
5、求可導(dǎo)函數(shù)f(x)的極值的步驟:(1)確定函數(shù)的定義區(qū)間,求導(dǎo)數(shù);(2)求方程=0的根;(3)用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)為0的點(diǎn),順次將函數(shù)的定義區(qū)間分成若干小開區(qū)間,并列成表格.檢查在方程根左右
5、的值的符號(hào),如果左正右負(fù),那么f(x)在這個(gè)根處取得極大值;如果左負(fù)右正,那么f(x)在這個(gè)根處取得極小值;如果左右不改變符號(hào),那么f(x)在這個(gè)根處無極值。
(三)、典例探析
例1、求的極值
解: 因?yàn)椋浴?
下面分兩種情況討論:(1)當(dāng)>0,即,或時(shí);(2)當(dāng)<0,即時(shí).當(dāng)x變化時(shí), ,的變化情況如下表:
-2
(-2,2)
2
+
0
-
0
+
↗
極大值
↘
極小值
↗
因此,當(dāng)時(shí),有極大值,并且極大值為;當(dāng)時(shí),有極小值,并且極小值為。函數(shù)的圖像如圖所示。
例2、求y=(x2-1)3+1的極值
解:y′
6、=6x(x2-1)2=6x(x+1)2(x-1)2令y′=0解得x1=-1,x2=0,x3=1
當(dāng)x變化時(shí),y′,y的變化情況如下表
-1
(-1,0)
0
(0,1)
1
-
0
-
0
+
0
+
↘
無極值
↘
極小值0
↗
無極值
↗
∴當(dāng)x=0時(shí),y有極小值且y極小值=0
(四)、鞏固練習(xí):1.求下列函數(shù)的極值.(1)y=x2-7x+6 (2)y=x3-27x
(1)解:y′=(x2-7x+6)′=2x-7令y′=0,解得x=.當(dāng)x變化時(shí),y′,y的變化情況如下表.
-
0
+
↘
7、
極小值
↗
∴當(dāng)x=時(shí),y有極小值,且y極小值=-.
(2)解:y′=(x3-27x)′=3x2-27=3(x+3)(x-3),令y′=0,解得x1=-3,x2=3.
當(dāng)x變化時(shí),y′,y的變化情況如下表.
-3
(-3,3)
3
+
0
-
0
+
↗
極大值54
↘
極小值-54
↗
∴當(dāng)x=-3時(shí),y有極大值,且y極大值=54.當(dāng)x=3時(shí),y有極小值,且y極小值=-54
(五)、小結(jié):函數(shù)的極大、極小值的定義以及判別方法.求可導(dǎo)函數(shù)f(x)的極值的三個(gè)步驟.還有要弄清函數(shù)的極值是就函數(shù)在某一點(diǎn)附近的小區(qū)間而言的,在整個(gè)定義區(qū)間可能有多個(gè)極值,且要在這點(diǎn)處連續(xù).可導(dǎo)函數(shù)極值點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)為0,但導(dǎo)數(shù)為零的點(diǎn)不一定是極值點(diǎn),要看這點(diǎn)兩側(cè)的導(dǎo)數(shù)是否異號(hào).函數(shù)的不可導(dǎo)點(diǎn)可能是極值點(diǎn) 求極值的具體步驟:第一,求導(dǎo)數(shù)f′(x).第二,令f′(x)=0求方程的根,第三,列表,檢查f′(x)在方程根左右的值的符號(hào),如果左正右負(fù),那么f(x)在這個(gè)根處取得極大值;如果左負(fù)右正,那么f(x)在這個(gè)根處取得極小值,如果左右都是正,或者左右都是負(fù),那么f(x)在這根處無極值.如果函數(shù)在某些點(diǎn)處連續(xù)但不可導(dǎo),也需要考慮這些點(diǎn)是否是極值點(diǎn)
(六)、課后作業(yè):
五、教后反思: