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导数在函数最值及生活实际中的应用教案

导数在函数最值及生活实际中的应用教案
导数在函数最值及生活实际中的应用教案

课题:导数在函数最值及生活实际中的应用

【考纲要求】

1.会求闭区间上函数的最大值、最小值(其中多项式函数一般不超过三次).

2.会利用导数解决某些实际问题.

【知识梳理】

1.函数的最大值与最小值

(1)函数的最大值与最小值:在闭区间[a ,b ]上连续的函数f (x ),在[a ,b ]上____有最大值与最小值;但在开区间(a ,b )内连续的函数f (x )______有最大值与最小值.

(2)求最大值与最小值的步骤:设函数f (x )在[a ,b ]上连续,在(a ,b )内可导,求f (x )在[a ,b ]上的最大值与最小值的步骤如下:

①求f (x )在(a ,b )内的____值;

②将f (x )的各____值与________比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.

2.解决优化问题的基本思路

【基础自测】

1.函数f (x )=x e x ,x ∈[0,4]的最大值是( ). A .0 B .1e C .4e 4 D .2e 2 2.函数f (x )=x 3-3ax -a 在(0,1)内有最小值,则a 的取值范围为( ).

A .0≤a <1

B .0<a <1

C .-1<a <1

D .0<a <12 3.函数f (x )=2x 3-3x 2-12x +5在[0,3]上的最大值是__________,最小值是__________.

4.当圆柱形金属饮料罐的表面积为定值S 时,它的底面半径为__________时,才能使饮料罐的体积最大.

5.已知某生产厂家的年利润y (单位:万元)与年产量x (单位:万件)的函数关系式为y =-13

x 3+81x -234,则使该生产厂家获取最大年利润的年产量为__________万件.

【探究突破】

一、函数的最值与导数

【例1-1】已知f (x )=x ln x .

(1)求函数y =f (x )的图象在x =e 处的切线方程;

(2)设实数a >0,求函数F (x )=

f (x )a 在[a,2a ]上的最小值.

【例1-2】已知函数f (x )=ax 3+x 2+bx (其中常数a ,b ∈R ),g (x )=f (x )+f ′(x )是奇函数.

(1)求f (x )的表达式;

(2)讨论g (x )的单调性,并求g (x )在区间[1,2]上的最大值与最小值.

方法提炼

1.求函数y =f (x )在[a ,b ]上的最大值与最小值的步骤如下:

(1)求函数y =f (x )在(a ,b )内的极值;

(2)将函数y =f (x )的各极值与端点处的函数值f (a ),f (b )比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.

2.函数极值与最值的区别与联系:

极值是指某一点附近函数值的比较,因此,同一函数在某一点的极大(小)值,可以比另一点的极小(大)值小(大);最大、最小值是指闭区间[a ,b ]上所有函数值的比较.因而在一般情况下,两者是有区别的,极大(小)值不一定是最大(小)值,最大(小)值也不一定是极大(小)值,但如果连续函数在区间(a ,b )内只有一个极值,那么极大值就是最大值,极小值就是最小值.

二、运用导数证明不等式问题

【例2】设a 为实数,函数f (x )=e x

-2x +2a ,x ∈R .

(1)求f (x )的单调区间与极值;

(2)求证:当a >ln 2-1且x >0时,e x >x 2-2ax +1.

方法提炼

利用导数方法证明不等式f (x )>g (x )在区间D 上恒成立的基本方法是构造函数h (x )=f (x )-g (x ),然后根据函数的单调性,或者函数的最值证明函数h (x )>0,其中一个重要技巧就是找到函数h (x )什么时候可以等于零,这往往就是解决问题的一个突破口.

三、利用导数解决实际生活中的优化问题

【例3-1】在直径为d 的圆木中,截取一个具有最大抗弯强度的长方体梁,则矩形面的长为__________.(强度与bh 2

成正比,其中h 为矩形的长,b 为矩形的宽)

【例3-2】某工厂每天生产某种产品最多不超过40件,产品的正品率P 与日产量x (x ∈N *)件之间的关系为P =4 200-x 24 500

,每生产一件正品盈利4 000元,每出现一件次品亏损2 000元.(注:正品率=产品中的正品件数÷产品总件数×100%)

(1)将日利润y (元)表示成日产量x (件)的函数;

(2)该厂的日产量为多少件时,日利润最大?并求出日利润的最大值.

方法提炼

利用导数解决生活中优化问题的一般步骤:

1.分析实际问题中各量之间的关系,列出实际问题的数学模型,写出实际问题中变量之间的函数关系y =f (x ),根据实际意义确定定义域;

2.求函数y =f (x )的导数f ′(x ),解方程f ′(x )=0得出定义域内的实根,确定极值点;

3.比较函数在区间端点和极值点处的函数值大小,获得所求的最大(小)值;

4.还原到原实际问题中作答.

【考题研析】关于导数主观题的规范解答

【典例】(12分)已知函数f (x )=12

x 2+a ln x . (1)若a =-1,求函数f (x )的极值,并指出是极大值还是极小值;

(2)若a =1,求函数f (x )在[1,e]上的最大值和最小值;

(3)若a =1,求证:在区间[1,+∞)上,函数f (x )的图象在函数g (x )=23

x 3的图象的下方. 分析:

规范解答:(1)由于函数f (x )的定义域为(0,+∞),

当a =-1时,f ′(x )=x -1x =(x +1)(x -1)x

,(1分) 令f ′(x )=0得x =1或x =-1(舍去),

当x ∈(0,1)时,函数f (x )单调递减,

当x ∈(1,+∞)时,函数f (x )单调递增,(4分)

所以f (x )在x =1处取得极小值为12

.(5分) (2)当a =1时,易知函数f (x )在[1,e]上为增函数,(6分)

∴f (x )min =f (1)=12,f (x )max =f (e)=12

e 2+1.(7分) (3)设F (x )=

f (x )-

g (x )=12x 2+ln x -23

x 3, 则F ′(x )=x +1x -2x 2=(1-x )(1+x +2x 2

)x

,(9分) 当x >1时,F ′(x )<0,

故f (x )在区间(1,+∞)上是减函数.

又F (1)=-16

<0, ∴在区间[1,+∞)上,F (x )<0恒成立,

即F (x )<g (x )恒成立.(11分)

因此,当a =1时,在区间[1,+∞)上,函数f (x )的图象在函数g (x )图象的下方.(12分)

答题指导:1.导数法是求解函数单调性、极值、最值、参数等问题的有效方法,应用导数求单调区间,关键是求解不等式的解集;最值问题关键在于比较极值与端点函数值的大小;参数问题涉及的有最值恒成立的问题、单调性的逆向应用等,求解时注意分类讨论思想的应用.

2.对于一些复杂问题,要善于将问题转化,转化成能用熟知的导数研究问题.

【巩固提升】

1.函数f (x )=12e x (sin x +cos x )在区间?

?????0,π2上的值域为( ). A .π211,e 22?????? B .π211,e 22?? ???

C .[1,π2e ]

D .(1,π2

e )

2.如图,某农场要修建3个养鱼塘,每个面积为10 000米2

,鱼塘前面要留4米的运料通道,其余各边为2米宽的堤埂,则占地面积最少时,每个鱼塘的长、宽分别为( ).

A .长102米,宽5 00051

米 B .长150米,宽66米 C .长、宽均为100米

D .长150米,宽2003米

3.若函数f (x )=

x x 2+a (a >0)在[1,+∞)上的最大值为33

,则a 的值为__________.

4.(2012重庆高考)已知函数f(x)=ax3+bx+c在点x=2处取得极值c-16.

(1)求a,b的值;

(2)若f(x)有极大值28,求f(x)在[-3,3]上的最小值.

5.已知函数f(x)=(a+1)ln x+ax2+1.

(1)讨论函数f(x)的单调性;

(2)设a≤-2,证明对任意x1,x2∈(0,+∞),|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|.

6.如图所示,将一矩形花坛ABCD扩建成一个更大的矩形花坛AMPN,要求M在AB的延长线上,N在AD 的延长线上,且对角线MN过C点.已知AB=3米,AD=2米.

(1)设AN=x(单位:米),要使花坛AMPN的面积大于32平方米,求x

的取值范围;

(2)若x∈[3,4)(单位:米),则当AM,AN的长度分别是多少时,花

坛AMPN的面积最大?并求出最大面积.

导数在实际生活中的应用

导数在实际生活中的应用 导数是近代数学的重要基础,是联系初、高等数学的纽带,它的引入为解决中学数学问题提供了新的视野,是研究函数性质、证明不等式、探求函数的极值最值、求曲线的斜率和解决一些物理问题等等的有力工具。 导数知识是学习高等数学的基础,它是从生产技术和自然科学的需要中产生的,同时,又促进了生产技术和自然科学的发展,它不仅在天文、物理、工程领域有着广泛的应用。而且在工农业生产及实际生活中,也经常会遇到如何才能使“选址最佳”“用料最省”“流量最大”“效率最高”等优化问题。这类问题在数学上就是最大值、最小值问题,一般都可以应用导数知识得到解决。接下来就导数在实际生活中的应用略微讨论。 1.导数与函数的极值、最值解读 函数的极值是在局部范围内讨论的问题,是一个局部概念,函数的极值可能不止一个,也可能没有极值。 函数()y f x =在点0x 处可导,则'0()0F x =是0x 是极值点的必要不充分条件,但导数不存在的点也有可能是极值点。 最大值、最小值是函数对整个定义域而言的,是整体范围内讨论的问题,是一个整体性的概念,函数的最大值、最小值最多各有一个。函数最值在极值点处或区间的断点处取得。 2.导数在实际生活中的应用解读 生活中的优化问题:根据实际意义建立好目标函数,体会导数在解决实际问题中的作用。 例1:在边长为60cm 的正方形铁皮的四角切去相等的正方形,再把它的边沿虚线折起,做成一个无盖的方底箱子,箱底边长为多少时,箱子容积最大?最大容积是多少? 思路:设箱底边长为x cm ,则箱高602 x h -=cm ,得箱子容积V 是箱底边长x 的函数:23 2 60()(060)2x x r x x h x -==<<,从求得的结果发现,箱子的高恰好是原正方形边长的

《3.3.1函数的单调性与导数》教学案

3.3.1《函数的单调性与导数》教学案 教学目标: 1.了解可导函数的单调性与其导数的关系; 2.能利用导数研究函数的单调性,会求函数的单调区间,对多项式函数一般不超过三次; 教学重点: 利用导数研究函数的单调性,会求不超过三次的多项式函数的单调区间 教学难点: 利用导数研究函数的单调性,会求不超过三次的多项式函数的单调区间 教学过程: 一.创设情景 函数是客观描述世界变化规律的重要数学模型,研究函数时,了解函数的赠与减、增减的快与慢以及函数的最大值或最小值等性质是非常重要的.通过研究函数的这些性质,我们可以对数量的变化规律有一个基本的了解.下面,我们运用导数研究函数的性质,从中体会导数在研究函数中的作用. 二.新课讲授 1.问题:图3.3-1(1),它表示跳水运动中高度h 随时间t 变化的函数2() 4.9 6.510h t t t =-++的图像,图3.3-1(2)表示高台跳水运动员的速度v 随时间t 变化的函数'()()9.8 6.5v t h t t ==-+的图像. 运动员从起跳到最高点,以及从最高点到入水这两段时间的运动状态有什么区别? 通过观察图像,我们可以发现: (1)运动员从起点到最高点,离水面的高度h 随时间t 的增加而增加,即()h t 是增函数.相应地,'()()0v t h t =>. (2) 从最高点到入水,运动员离水面的高度h 随时间t 的增加而减少,即()h t 是减 函数.相应地,'()()0v t h t =<. 2.函数的单调性与导数的关系 观察下面函数的图像,探讨函数的单调性与其导数正负的关系. 如图3.3-3,导数'0()f x 表示函数()f x 在 点00(,)x y 处的切线的斜率. 在0x x =处,'0()0f x >,切线是“左下右上”式的,

导数在经济学中的应用

引言 近年来,随着市场经济的不断发展、经济的不断繁荣,经济活动中的实际问题也愈加复杂,简单的分析已经不足以满足企业管理者对经济分析的需求。因此,有必要将高等数学应用于简单的数学函数所不能解决的实际经济问题中,对其进行定量分析,这使得高等数学在解决经济问题中占据重要地位。而导数作为高等数学中的重要概念,同样也是解决经济问题的一个有力工具。在高等数学中,导数通常被用于判断函数的单调性,求函数的最值、极值等。在实际经济问题中,导数可作为经济分析的工具,广泛地应用到经济研究和企业管理之中,促进经济理论朝着更加精确的方向发展。本文从边际分析,弹性分析,优化分析三个方面论述导数在经济分析方面的应用。 1、导数的概念 早在法国数学家费马探究极值问题时就将导数的思想引入了,但导数思想是在英国数学家牛顿研究力学和德国数学家莱布尼茨研究几何学的过程中正式建 2、经济分析中常用的函数 由于导数主要应用于探究经济领域中出现的一些函数关系问题,所以,我们必需对经济分析中的一些常用的函数具有一定的了解,以便更好的理解和使用它们。经济分析中常用的函数主要有以下四类: 2.1需求函数 需求函数指在特定的时间,各种可能的价格条件下,消费者愿意并且能够购买该商品的数量。(出处?)为了使问题简单化,我们一般假设需求函数的诸多

自变量中除价格外其他均为常量,则函数表示为()P f Q d =,其中,P 为商品的价格,Q d 为商品的需求量。这个函数表示一种商品的需求量与价格之间存在一 一对应的关系,并且通过观察可以知道商品(除某些抵挡商品、某些炫耀性商品、某些投资性商品除外)的需求量与价格成反方向变动关系,即商品本身价格上升,需求量随之减少,反之亦然。 例1:服装店销售某种衬衫的件数Q 与价格P 是线性关系,当价格为100元一件时,可销售120件,当价格为80元时,可销售200件,求需求函数。 解:设衬衫的件数与价格的函数关系为:b aP Q += 则b a +=100120;b a +=80200 解得4-=a ;520=b 所以需求函数为5204+-=P Q 。 2.2供给函数 一种商品的供给函数,是指单个生产者在一定时期在各种可能的价格下,愿意且能够提供出售的该种商品数量。[3]我们通常通过将除价格外的其他因素看成常量以达到化简问题的目的。所以,供给函数可以用()P f Q s =表示,其中,P 为商品的价格,Q S 为商品的供给量。可以看出,商品(除单个劳动力商品、古董商品、某些投资性商品外)的价格与供给量之间成同方向变动的关系。 例2:已知大蒜的收购价为每千克4元,每星期能收购2000千克,若收购价每千克提高0.5元,每星期可收购2500千克,求大蒜的供给函数。 解:设大蒜的线性供给函数为:b aP Q += 则b a +=42000;b a +=5.42500 得1000=a ;2000-=b 所以供给函数为为:20001000-=P Q 2.3成本函数 产品成本一般情况下是用货币的形式来表现的企业生产和出售产品的所用度支出。成本函数所表示的是企业成本总额与产出总量之间关系的公式。产品成

函数的极值与导数优秀教学设计

函数的极值与导数教学设计 【内容分析】 本节内容选自人民教育出版社A版的理科选修2-2或者文科选修1-1的导数及其应用的内容,这些是在学生学习了函数的单调与导数的下一节课的内容,函数是描述客观世界变化规律的重要数学模型,而导数是研究函数的最有效的工具,运用导数研究函数的性质,从中可以体会到导数在研究函数中的巨大作用. 【学情分析】 在高一就学习了函数的最大(小)值,这与本小节所要研究的对象——函数极值有着本质区别的,学生容易产生混淆,易把极大值当做最大值,极小值当做最小值.在认识理解导数大小与函数单调性的关系后,结合函数图像直观地引入函数极值的概念,强化极值是描述函数局部特征的概念,使得学生对极值与最值的概念区分开来,也为下节“函数的最值与导数”做好铺垫. 【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. 【教学难点】 极大、极小值概念的理解,熟悉求可导函数的极值的步骤 【学法指导】阅读自学、探究交流、合作展示. 【数学思想】数形结合、合情推理. 【知识百科】 1.函数的最值 函数最值一般分为函数最小值与函数最大值.简单来说,最小值即定义域中函数值的最小值,最大值即定义域中函数值的最大值.函数最大(小)值的几何意义---函数图像的最高(低)点的纵坐标即为该函数的最大(小)值. 2.函数的极值 函数在其定义域的某些局部区域所达到的相对最大值或相对最小值.当函数在其定义域的某一点的值大于该点周围任何点的值时,称函数在该点有极大值;当函数在其定义域的某一点的值小于该点周围任何点的值时,称函数在该点有极小值.这里的极大值和极小值只具有局部意义.函数极值点的几何意义---函数图像的某段子区间内上极

利用导数求函数值域

利用导数求函数最值 高二苏庭 导数是对函数的图像与性质的总结与拓展,导数是研究函数单调性极佳、最佳的重要工具,在掌握求函数的极值和最值的基础上学习用导数解决生产生活中的有关最大最小最有效等类似的应用问题广泛运用在讨论函数图像的变化趋势及证明不等式等方面。 导数是初等数学与高等数学的重要衔接点,是高考的热点,高考对导数的考查定位于作为解决初等数学问题的工具出现,高考对这部分内容的考查将仍会以导数的应用题为主,如利用导数处理函数的极值、最值和单调性问题和曲线的问题等,考题不难,侧重知识之意。 导数应用主要有以下三个方面: ①运用导数的有关知识研究函数的单调性和最值问题, ②利用导数的几何意义,研究曲线的切线斜率。函数y=f(x)在x=x0处的导数,表示曲线在点P(x0 , y0)处的切线斜率。 由导数来求最值问题的方法可知,解这类实际问题需先建立函数关系,再求极值点,确定最值点及最值.在设变量时可采用直接法也可采用间接法.

求函数极值时,导数值为0的点是该点为极值点的必要条件,但不是充分条件。 运用导数确定函数单调区间的一般步骤为: (1)求出函数y=f(x)的导函数; (2)在函数定义域内解不等式得函数y=f(x)的单调增区间;解不等式得函数y=f(x)的单调减区间。 例题剖析 例1、求函数的值域. 分析: 求函数的值域以前学过一些方法,也可利用求导的方法,根据函数的单调性求解. 解答: 函数的定义域由求得,即x≥-2.

当x>-2时,y′>0,即函数,在(-2,+∞)上是增函数,又f(-2)=-1,∴所求函数的值域为[-1,+∞). 点评: (1)从本题的解答过程可以看到,当单调区间与函数的值域相同时,才可使用此法,否则会产生错误. (2)求值域时,当x=-2,函数不可导,但函数 在[-2,+∞)上是连续的,函数图象是连续变化的,因此在x=-2时,取得最小值. 例2、把长度为16cm的线段分成两段,各围成一个正方形,它们的面积之和的最小值为多少? 分析:建立面积和与一正方形的周长的函数关系,再求最小值. 解答:设一段长为xcm,则另一段长(16-x)cm. ∴面积和 ∴S′=-2,令S′=0有x=8. 列表:

导数在实际生活中的应用

导数在实际生活中的应用 1.(江苏省启东中学高三质量检测)曲线y =1 3 x 3+x 在点????1,43处的切线与坐标轴围成的 三角形面积为________. 解析:曲线y =1 3x 3+x 在点????1,43处的切线斜率为y ′|x =1=????13x 3+x ′x =1=(x 2+1)|x =1 =2,所以切线的方程为y -43=2(x -1),即y =2x -2 3 ,与x 轴的交点和y 轴的交点为 ????13,0,????0,-23,所求面积为S =12×13×23=19 . 答案:1 9 2.(江苏省高考命题研究专家原创卷)设m ∈R ,若函数y =e x +2mx ,有大于零的极值 点, 则m 的取值范围是________. 解析:因为函数y =e x +2mx ,有大于零的极值点,所以y ′=e x +2m =0有大于零的实 根.令y 1=e x ,y 2=-2m ,则两曲线的交点必在第一象限.由图象可得-2m >1, 即m <-1 2. 答案:m <-1 2 3.(江苏省高考名校联考信息优化卷)已知f (x )=x 2+2x +a ln x ,若f (x )在区间(0,1]上恒 为单调函数,则实数a 的取值范围为________. 解析:由题意知,f ′(x )=2x +2+a x =2x 2 +2x +a x , ∵f (x )在区间(0,1]上恒为单调函数,∴f ′(x )在区间(0,1]上恒大于等于0或恒小于等于0, ∴2x 2+2x +a ≥0或2x 2+2x +a ≤0在区间(0,1]上恒成立,即a ≥-(2x 2+2x )或a ≤-(2x 2 +2x ),而函数y =-2x 2-2x 在区间(0,1]的值域为[-4,0),∴a ≥0或a ≤-4. 答案:a ≥0或a ≤-4 4.已知f (x )为奇函数,且当x >0时,f (x )>0,f ′(x )>0,则函数y =xf (x )的递增区间 是________. 解析:当x >0时,y ′=[xf (x )]′=f (x )+xf ′(x )>0,∴y =xf (x )在(0,+∞)上递增. 又f (x )为奇函数,∴y =xf (x )为偶函数,∴y =xf (x )在(-∞,0)上递减. 答案:(0,+∞) 5.某公司生产某种产品,固定成本为20 000元,每生产一单位产品,成本增加100元, 已知总收益R 与年产量x 的关系是

导数与函数的单调性教学设计

《导数与函数的单调性》教学设计 【课题】导数与函数的单调性 【课时】1课时 【教材分析】 导数与函数的单调性是人教版选修2-2第三章第一节的内容。函数单调性是高中阶段刻划函数变化的一个最基本的性质。在高中数学课程中,对于函数单调性的研究分成两个阶段:第一个阶段是用定义研究单调性,知道它的变化趋势,是高一需要了解的知识点;第二阶段用导数的性质研究单调性,知道它的变化快慢,是高二需要掌握的知识内容。 在学习本节课之前学生已经学习了导数、函数及函数单调性等概念,对单调性有了一定的感性和理性的认识,同时在第二章中已经学习了导数的概念,对导数有了一定的知识储备。 函数的单调性是高中数学中极为重要的一个知识点。以前学习了利用函数单调性的定义、函数的图象来研究函数的单调性,学习了导数以后,利用导数来研究函数的单调性,是导数在研究处理函数性质问题中的一个重要应用。同时,在本章第二节要学习利用导数研究函数的极值,学习了导数研究函数的单调性,对于研究利用导数求函数的极值有重要的帮助。因此,学习本节内容具有承上启下的作用。【学情分析】 课堂学生为高二年级的的学生,学生基础一般,高一阶段对于单调性概念的理解不够准确且现在早已忘记;同时导数是高中学生新接触的概念,如何将导数与函数的单调性联系起来是一个难点。 在本节课之前学生已经学习了导数的概念、导数的几何意义和导数的四则运算,初步接触了导数在几何中的简单应用,但对导数的应用还仅停留在表面上。本节课应着重让学生通过探究来研究利用导数判定函数的单调性。 【教学目标】 知识与能力: 一是能探索并应用函数的单调性与导数的关系求单调区间;二是掌握判断函数单调性的方法;三是能由导数信息绘制函数大致图象。 过程与方法: 通过利用导数研究单调性问题的研究过程,体会从特殊到一般的、数形结合的研究方法。 情感态度与价值观: (1)通过导数方法研究单调性问题,体会到不同数学知识间的内在联系,认识到数学是一个有机整体。 2)通过导数研究单调性的基本步骤(即算法)的形成和使用,使得学生认识到导数使得一些复杂的问题就变得有矩可循,因而认识到导数的实用价值。 【教学重点】

(完整版)导数与函数的极值、最值问题(解析版)

【高考地位】 导数在研究函数的极值与最值问题是高考的必考的重点内容,已由解决函数、数列、不等式问题的辅助工具上升为解决问题的必不可少的工具,特别是利用导数来解决函数的极值与最值、零点的个数等问题,在高考中以各种题型中均出现,对于导数问题中求参数的取值范围是近几年高考中出现频率较高的一类问题,其试题难度考查较大. 【方法点评】 类型一 利用导数研究函数的极值 使用情景:一般函数类型 解题模板:第一步 计算函数()f x 的定义域并求出函数()f x 的导函数'()f x ; 第二步 求方程'()0f x =的根; 第三步 判断'()f x 在方程的根的左、右两侧值的符号; 第四步 利用结论写出极值. 例1 已知函数x x x f ln 1 )(+= ,求函数()f x 的极值. 【答案】极小值为1,无极大值. 【点评】求函数的极值的一般步骤如下:首先令'()0f x =,可解出其极值点,然后根据导函数大于0、小于0即可判断函数()f x 的增减性,进而求出函数()f x 的极大值和极小值. 【变式演练1】已知函数322()f x x ax bx a =+++在1x =处有极值10,则(2)f 等于( ) A .11或18 B .11 C .18 D .17或18 【答案】C 【解析】

试题分析:b ax x x f ++='23)(2,???=+++=++∴1010232 a b a b a ???-==????=----=?114012232b a a a a b 或???=-=33 b a .当???=-=3 3 b a 时,∴≥-=',0)1(3)(2x x f 在1=x 处不存在极值. 当???-==11 4b a 时, )1)(113(1183)(2-+=-+='x x x x x f ,0)(),1,3 11 (<'- ∈∴x f x ;0)(),,1(>'+∞∈x f x ,符合题意. 所以???-==114b a .181622168)2(=+-+=∴f .故选C . 考点:函数的单调性与极值. 【变式演练2】设函数()21 ln 2 f x x ax bx =--,若1x =是()f x 的极大值点,则a 的取值范围为 ( ) A .()1,0- B .()1,-+∞ C .()0,+∞ D .()(),10,-∞-+∞U 【答案】B 【解析】 考点:函数的极值. 【变式演练3】函数x m x m x x f )1(2)1(2 1 31)(23-++-=在)4,0(上无极值,则=m _____. 【答案】3 【解析】 试题分析:因为x m x m x x f )1(2)1(2 1 31)(23-++-= , 所以()()2'()(1)2(1)21f x x m x m x x m =-++-=--+,由()'0f x =得2x =或1x m =-,又因为

导数与函数的单调性 省优质课教学设计

《导数与函数的单调性》教学设计 教材分析:《导数与函数的单调性》是北师大版选修2-2第三章1.1节的内容,也是高考的重点内容之一。本节内容的学习与掌握有助于学生深入的研究函数的性质,尤其借助导数知识求解函数的单调区间起到推波助澜的作用。学生已经掌握了基本的求导公式和导数的四则运算规则,对于导数也有了初步认识,通过本节课的学习,是学生认识到导数可以作为一种工具来进一步研究函数,对于求解较复杂函数的单调区间是一个捷径。 教学目标: 1.知识与技能: 理解导数与函数单调性的关系,会用导数法确定函数的单调区间,能确定函数的大致图像。 2.过程与方法: (1)通过导数与函数单调性关系的探究过程,体会从特殊到一般、数形结合的思想方法。 (2)通过导数法求单调区间基本步骤的形成,体会算法思想。 3.情感、态度与价值观: 通过导数法求单调区间,体会不同数学知识间的内在联系,体会导数的实用价值。 教学重点:函数单调性的判定和单调区间的求法 教学难点:理解为何将导数与函数单调性联系起来 教法学法: 1、教法:整堂课围绕“一切为了学生发展”的教学原则,突出①动--师生互动、共同探索;②导--教师指导、循序渐进 (1)新课引入--较简单的数学问题引入,帮助学生联想。 (2)理解导数的内涵,组织学生自主探索,获得用函数的导数判断函数单调性的法则。 (3)例题处理--始终从问题出发,层层设疑,让他们在探索中自得知识。 (4)练习--深化对用函数的导数判断函数单调性的法则内涵的理解,巩固新知识。 2、学法: (1)合作学习:引导学生分组讨论,合作交流,共同探讨问题。 (2)自主学习:引导学生动口、动脑、参与数学活动。 (3)探究学习:引导学生发挥主观能动性,主动探索新知。

导数与函数极值、最值问题(解析版)

【高考地位】 导数在研究函数的极值与最值问题是高考的必考的重点内容,已由解决函数、数列、不等式问题的辅助工具上升为解决问题的必不可少的工具,特别是利用导数来解决函数的极值与最值、零点的个数等问题,在高考中以各种题型中均出现,对于导数问题中求参数的取值范围是近几年高考中出现频率较高的一类问题,其试卷难度考查较大. 【方法点评】 类型一利用导数研究函数的极值 使用情景:一般函数类型 解题模板:第一步 计算函数()f x 的定义域并求出函数()f x 的导函数'()f x ; 第二步求方程'()0f x =的根; 第三步 判断'()f x 在方程的根的左、右两侧值的符号; 第四步 利用结论写出极值. 例1 已知函数x x x f ln 1 )(+= ,求函数()f x 的极值. 【答案】极小值为1,无极大值. 【点评】求函数的极值的一般步骤如下:首先令'()0f x =,可解出其极值点,然后根据导函数大于0、小于0即可判断函数()f x 的增减性,进而求出函数()f x 的极大值和极小值. 【变式演练1】已知函数322()f x x ax bx a =+++在1x =处有极值10,则(2)f 等于( ) A .11或18 B .11 C .18 D .17或18 【答案】C 【解读】

试卷分析:b ax x x f ++='23)(2,???=+++=++∴1010232 a b a b a ???-==????=----=?114012232b a a a a b 或???=-=33 b a .当???=-=3 3 b a 时,∴≥-=',0)1(3)(2x x f 在1=x 处不存在极值. 当???-==11 4b a 时, )1)(113(1183)(2-+=-+='x x x x x f ,0)(),1,3 11 (<'- ∈∴x f x ;0)(),,1(>'+∞∈x f x ,符合题意. 所以???-==114b a .181622168)2(=+-+=∴f .故选C . 考点:函数的单调性与极值. 【变式演练2】设函数()21 ln 2 f x x ax bx =--,若1x =是()f x 的极大值点,则a 的取值范围为 ( ) A .()1,0- B .()1,-+∞ C .()0,+∞ D .()(),10,-∞-+∞ 【答案】B 【解读】 考点:函数的极值. 【变式演练3】函数x m x m x x f )1(2)1(2 1 31)(23-++-=在)4,0(上无极值,则=m _____. 【答案】3 【解读】 试卷分析:因为x m x m x x f )1(2)1(2 1 31)(23-++-= , 所以()()2'()(1)2(1)21f x x m x m x x m =-++-=--+,由()'0f x =得2x =或1x m =-,又因为

用导数法求函数的最值的练习题解析

用导数法求函数的最值的练习题解析 一、选择题 1.函数y =f (x )在区间[a ,b ]上的最大值是M ,最小值是m ,若M =m ,则f ′(x )( ) A .等于0 B .大于0 C .小于0 D .以上都有可能 [答案] A [解析] ∵M =m ,∴y =f (x )是常数函数 ∴f ′(x )=0,故应选A. 2.设f (x )=14x 4+13x 3+1 2x 2在[-1,1]上的最小值为( ) A .0 B .-2 C .-1 D.1312 [答案] A [解析] y ′=x 3+x 2+x =x (x 2+x +1) 令y ′=0,解得x =0. ∴f (-1)=512,f (0)=0,f (1)=13 12 ∴f (x )在[-1,1]上最小值为0.故应选A. 3.函数y =x 3+x 2-x +1在区间[-2,1]上的最小值为( ) A.22 27 B .2 C .-1 D .-4 [答案] C [解析] y ′=3x 2+2x -1=(3x -1)(x +1) 令y ′=0解得x =1 3或x =-1

当x =-2时,y =-1;当x =-1时,y =2; 当x =13时,y =22 27;当x =1时,y =2. 所以函数的最小值为-1,故应选C. 4.函数f (x )=x 2-x +1在区间[-3,0]上的最值为( ) A .最大值为13,最小值为3 4 B .最大值为1,最小值为4 C .最大值为13,最小值为1 D .最大值为-1,最小值为-7 [答案] A [解析] ∵y =x 2-x +1,∴y ′=2x -1, 令y ′=0,∴x =1 2,f (-3)=13,f ? ?? ??12=34,f (0)=1. 5.函数y =x +1-x 在(0,1)上的最大值为( ) A. 2 B .1 C .0 D .不存在 [答案] A [解析] y ′=1 2x -121-x =12·1-x -x x ·1-x 由y ′=0得x =1 2,在? ????0,12上y ′>0,在? ????12,1上 y ′<0.∴x =1 2时y 极大=2, 又x ∈(0,1),∴y max = 2. 6.函数f (x )=x 4-4x (|x |<1)( ) A .有最大值,无最小值 B .有最大值,也有最小值

导数在实际生活中的应用1教案

导数在实际生活中的应用1 教学目标 1、使利润最大、用料最省、效率最高等优化问题,体会导数在解决实际问题中的作用 2、提高将实际问题转化为数学问题的能力 教学重点 理利用导数解决生活中的一些优化问题 教学难点 利用导数解决生活中的一些优化问题 教学过程 一.创设情景 生活中经常遇到求利润最大、用料最省、效率最高等问题,这些问题通常称为优化问题.通过前面的学习,我们知道,导数是求函数最大(小)值的有力工具.这一节,我们利用导数,解决一些生活中的优化问题. 二.新课讲授 1、导数在实际生活中的应用主要是解决有关函数最大值、最小值的实际问题,主要有以下几个方 面: (1)与几何有关的最值问题; (2)与物理学有关的最值问题; (3)与利润及其成本有关的最值问题; (4)效率最值问题。 2、解决优化问题的方法: 首先是需要分析问题中各个变量之间的关系,建立适当的函数关系,并确定函数的定义域, 通过创造在闭区间内求函数取值的情境,即核心问题是建立适当的函数关系。再通过研究相应函数的性质,提出优化方案,使问题得以解决,在这个过程中,导数是一个有力的工具. 3三.例题讲解 4、学校或班级举行活动,通常需要张贴海报进行宣传。现让你设计一张如图1.4-1所示的竖向张 贴的海报,要求版心面积为128dm 2,上、下两边各空2dm,左、右两边各空1dm 。如何设计海报的 尺寸,才能使四周空心面积最小? 解:设版心的高为xdm ,则版心的宽为 128x dm,此时四周空白面积为 128512()(4)(2)12828,0S x x x x x x =++-=++> 求导数,得'2512()2S x x =-。 令'2512()20S x x =-=,解得16(16x x ==-舍去)。 于是宽为128128816x ==。

1.3.1函数的单调性与导数教案

1.3.1函数的单调性与导数教案 谷城一中杨超 教学目标 1.正确理解利用导数判断函数的单调性的原理; 2.掌握利用导数判断函数单调性的方法 教学重点:探索函数的单调性与导数的关系,求单调区间. 教学难点:利用导数判断函数的单调性 教学过程 一.回顾与思考 1、函数单调性的定义是什么? 2、判断函数的单调性有哪些方法?比如判断y=x2的单调性,如何进行?(分别用定义法、图像法完成) 3、函数x =怎么判断单调性呢?还有其他方法吗? 22+ x y ln 二.新知探究函数的单调性与导数之间的关系 【情景引入】函数是客观描述世界变化规律的重要数学模型,研究函数时,了解函数的增与减、增减的快与慢以及函数的最大值或最小值等性质是非常重要的.通过研究函数的这些性质,我们可以对数量的变化规律有一个Array基本的了解.函数的单调性与函数的导数一样都是反 映函数变化情况的,那么函数的单调性与函数的导数 是否有着某种内在的联系呢? 【思考】如图(1),它表示跳水运动中高度h随 时间t变化的函数2 =-++的图像,图 h t t t () 4.9 6.510 (2)表示高台跳水运动员的速度v随时间t变化的函 数' ==-+的图像.运动员从起跳到最 v t h t t ()()9.8 6.5 高点,以及从最高点到入水这两段时间的运动状态有什么区别? 【引导】随着时间的变化,运动员离水面的高度的变化有什么趋势?是逐渐增大还是逐步减小? 【探究】通过观察图像,我们可以发现: (1)运动员从起点到最高点,离水面的高度h随时间t的增加而增加,即() h t是增函数.相应地,' =>. v t h t ()()0 Array(2)从最高点到入水,运动员离水面的 高h随时间t的增加而减少,即() h t是减函 数.相应地' v t h t ()()0 =<, 【思考】导数的几何意义是函数在该点 处的切线的斜率,函数图象上每个点处的切 线的斜率都是变化的,那么函数的单调性与

导数在实际中的应用的简单举例【最新】

答:关于导数,我们知道,它是微积分的核心概念。它有着及其丰富的背景和广泛的应用。我们的教材,通过大量的实例,引导同学们经历由平均变化率到瞬时变化率刻画现实问题的过程,体会导数的思想,理解导数的含义,并且通过用导数研究函数的单调性,极值等性质和解决各种最优化问题,让我们的学生充分体会到导数在解决数学问题和实际问题中的广泛应用和强大力量。 例如,使利润最大、用料最省、效率最高等优化问题,都能够引领我们的学生深刻体会到导数在解决实际问题中的重大作用.具体说来,总结如下 1.研究函数性质 导数作为研究函数问题的利刃,常用来解决极值、最大(小)值、单调性等三类问题.在求解这些函数问题时,要结合导数的思想与理解性质的基础上,掌握用导数方法求解的一般步骤.在熟练运用导数工具研究函数的性质同时,我们要注意比较研究函数的导数方法与初等方法,体会导数方法在研究函数性质中的一般性和有效性. 2.证明不等式成立 证明不等式的方法有许多,导数作为研究一些不等式恒成立问题的工具,体现了导数应用上的新颖性以及导数思想

的重要性. 由导数方法研究不等式时,一般是先构造一个函数,借助对函数单调性或最大(小)值的研究,经历某些代数变形,得到待证明的不等式. 3.求解参数范围 给定含有参数的函数以及相关的函数性质,求解参数的值或范围,需要我们灵活运用导数这一工具,对问题实施正确的等价转化,列出关于参数的方程或不等式. 在此类含参问题的求解过程中,逆向思维的作用尤其重要. 4.研究曲线的切线问题 导数的几何意义表现为曲线的切线斜率值,从而利用导数可求曲线的切线,并进一步将导数融合到函数与解析几何的交汇问题中. 解决此类相切问题,一般先求函数的导数,依据曲线在处的切线斜率为而进行研究. 由于切点具有双重身份,既在切线上,又在函数图象上,从而对切点的研究可作为解决问题的纽带,特别是在不知道具体切点的情况下,常常设切点坐标并联立方程组而求解. 5.解决实践问题

函数的极值与导数(教案

1.3.2 函数的极值与导数(教案) 一、教学目标 1 知识与技能 〈1〉结合函数图象,了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件 〈2〉理解函数极值的概念,会用导数求函数的极大值与极小值 2过程与方法 结合实例,借助函数图形直观感知,并探索函数的极值与导数的关系。 3情感与价值 感受导数在研究函数性质中一般性和有效性,通过学习让学生体会极值是函数的局部性质,增强学生数形结合的思维意识。 二、重点:利用导数求函数的极值 难点:函数在某点取得极值的必要条件与充分条件 三、教学基本流程 四、教学过程 〈一〉、创设情景,导入新课 1、通过上节课的学习,导数和函数单调性的关系是什么?

(提高学生回答) 2.观察图1.3.8 表示高台跳水运动员的高度h 随时间t 变化的函数 ()h t =-4.9t 2 +6.5t+10的图象,回答 以下问题 (1)当t=a 时,高台跳水运动员距水面的高度最大,那么函数()h t 在t=a 处的导数是多少呢? (2)在点t=a 附近的图象有什么特点? (3)点t=a 附近的导数符号有什么变化规律? 共同归纳: 函数h(t)在a 点处h /(a)=0,在t=a 的附近,当t <a 时,函数()h t 单调递增, ()'h t >0;当t >a 时,函数()h t 单调递减, ()'h t <0,即当t 在a 的附近从小到大经过a 时, ()'h t 先正后负,且()'h t 连续变化,于是h /(a)=0. 3、对于这一事例是这样,对其他的连续函数是不是也有这种性质呢? <二>、探索研讨 1、观察1.3.9图所表示的y=f(x)的图象,回答以下问题: a o h t

《函数的极值与导数》教学设计

3.3.2 函数的极值与导数教学设计 一、教学目标 1 知识与技能 〈1〉结合函数图象,了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件 〈2〉理解函数极值的概念,会用导数求函数的极大值与极小值 2过程与方法 结合实例,借助函数图形直观感知,并探索函数的极值与导数的关系。 3情感与价值 感受导数在研究函数性质中一般性和有效性,通过学习让学生体会极值是函数的局部性质,增强学生数形结合的思维意识。 二、重点:利用导数求函数的极值 难点:函数在某点取得极值的必要条件与充分条件 三、教学基本流程 四、教学过程 〈一〉、创设情景,导入新课 1、通过上节课的学习,导数和函数单 调性的关系是什么? (提问学生回答)

2.观察图1.3.8 表示高台跳水运动员的高度h 随时间t 变化的函数()h t =-4.9t 2+6.5t+10的图象,回答以下问题 (1)当t=a 时,高台跳水运动员距水面的高度最大,那么函数()h t 在t=a 处的导数是多少呢? (2)在点t=a 附近的图象有什么特点? (3)点t=a 附近的导数符号有什么变化规律? 共同归纳: 函数h(t)在a 点处h /(a)=0,在t=a 的附近,当t <a 时,函数()h t 单调递增, ()'h t >0;当t >a 时,函数()h t 单调递减, ()'h t <0,即当t 在a 的附近从小到大经过a 时, ()'h t 先正后负,且()'h t 连续变化,于是h /(a)=0. 3、对于这一事例是这样,对其他的连续函数是不是也有这种性质呢? <二>、探索研讨 1、观察1.3.9图所表示的y=f(x)的图象,回答以下问题: (1)函数y=f(x)在a.b 点的函数值与这些点附近的函数值有什么关系? (2) 函数y=f(x)在a.b.点的导数值是多少? (3)在a.b 点附近, y=f(x)的导数的符号分别是什么,并且有什么关系呢? a o h t

导数及极值、最值练习题

. .. . 三、知识新授 (一)函数极值的概念 (二)函数极值的求法:(1)考虑函数的定义域并求f'(x); (2)解方程f'(x)=0,得方程的根x 0(可能不止一个) (3)如果在x 0附近的左侧f'(x)>0,右侧f'(x)<0,那么f(x 0)是 极大值;反之, 那么f(x 0)是极大值 题型一 图像问题 1、函数()f x 的导函数图象如下图所示,则函数()f x 在图示区间上 ( ) (第二题图) A .无极大值点,有四个极小值点 B .有三个极大值点,两个极小值点 C .有两个极大值点,两个极小值点 D .有四个极大值点,无极小值点 2、函数()f x 的定义域为开区间()a b ,,导函数()f x '在()a b ,的图象如图所示,则函数()f x 在 开区间()a b ,有极小值点( ) A .1个 B .2个 C .3个 D .4个 3、若函数2 ()f x x bx c =++的图象的顶点在第四象限,则函数()f x '的图象可能为( )

D. C. B. A. x y O x y O x y O O y x 4、设() f x '是函数() f x的导函数,() y f x ' =的图象如下图所示,则() y f x =的图象可能是()-1 2 1 O y x D. A. 12 12 1 2 2 1x y O x y O x y O O y x 5、已知函数 () f x的导函数() f x ' 的图象如右图所示,那么函数 () f x的图象最有可能的是() -1 1 f '(x) y x O 6、() f x '是() f x的导函数,() f x '的图象如图所示,则() f x的图象只可能是() 2x O

导数在实际问题中的应用

导数的实际应用 命题:王长德 审核:朱效利 2012.2.17 能运用导数方法求解有关利润最大,用料最省,效率最高等最优化问题, 1、在生活中经常会遇到求利润________、用料_________、效率_______等问题,这些问题通常称为_______________。 2、利用导数解决生活中的最优化问题的一般步骤: (1)分析实际问题中各量之间的关系,列出实际问题的数学模型,写出实际问题中变量之间的_________,根据实际意义确定定义域。 (2)求函数()y f x =的导数f '(x ),解方程f '(x )=0在定义域内的根,确定_______. (3)比较函数在区间短点和极值点处的函数值,获得所求的最大(小)值。 (4)还原到原实际问题中作答。 小结:解应用题的基本程序是: 读题 建模 求解 反馈 (文字语言) (数学语言) (导学应用) (检验作答) 3、常见的函数模型是: (1)二次函数型__________________ (2)三次函数型___________________ (3)分式型函数型c x b ax y ++= (4)指数函数型____________________ (5)对数函数型____________________ 某公司生产某种产品,固定成本为20000元,每生产一单位产品,成本增加 100元,已知总收益R 与年产量x 的关系是:21400(0400)()280000(400)x x x R x x ?-≤≤?=??>? ,则总利润最大时,每年生产的产品是________个单位。

例1、有一块边长为a的正方形铁板,现从铁板的四个角各截去一个相同的小正方形,做成一个长方体形的无盖容器,为使其容积最大,截下的小正方形边长应为多少? 例2、做一个容积为216mL的圆柱形封闭容器,高与底面直径为何值时,所用材料最省?

高中数学_函数的极值与导数教学设计学情分析教材分析课后反思

《离散随机变量的均值》教学设计 课程内容:普通高中人教A版(数学选修2-2)第二章第6节第一课时《函数的极值与导数》。 一.教材分析 本节课选自高中数学人教A版选修2-2教材1.3.2 函数的极值与导数,就本册教材而言本节既是前面所学导数的概念、导数的几何意义、导数的计算、函数的单调性与导数等内容的延续和深化,又为下节课最值的学习奠定了知识与方法的基础,起着承上启下的作用.就整个高中教学而言,函数是高中数学主要研究的内容之一,而导数又是研究函数的主要工具,同时导数在化学、物理中都有所涉及可见它的重要性. 二.教学目标 1. 了解极大值、极小值的概念,体会极值是函数的局部性质; 2. 了解函数在某点取得极值的必要条件与充分条件; 3. 会用导数求函数的极值; 4. 培养学生观察、分析、探究、推理得出数学概念和规律的学习能力; 5. 感受导数在研究函数性质中的一般性和有效性,体会导数的工具作用. 三.重点与难点 重点是会用导数求函数的极值. 难点是导函数的零点是函数极值点的必要不充分条件的理解. 四.学情分析 基于本班学生基础较差,思维水平参差不齐,所以备课上既要考虑到薄弱同学的理解与接受,又要考虑到其他同学视野的拓展,因此在本节课中我设置了许多的问题,来引导学生怎样学,以问答的方式来激发学生的学习兴趣,同时让更多的学生参与到教学中来.学生已经学习了函数的单调性与导数的关系,学生已经初步具备了运用导数研究函数的能力,为了进一步培养学生的这种能力,体会导数的工具作用,本节进一步研究函数的极值与导数. 五.教具教法 多媒体、展台,问题引导、归纳、类比、合作探究发现式教学 六.学法分析 借助多媒体辅助教学,通过观察函数图像分析极值的特征后,得出极值的定义;通过函数图像上极值点及两侧附近导数符号规律的探究,归纳出极值与导数的关系;通过求极值的问题归纳用导数求函数极值的方法与步骤. 七、教学基本流程

导数在解决实际问题中的应用

导数在解决实际问题中的应用 导数在实际生活中的应用主要是解决有关函数最大值、最小值的实际问题,主要有以下几个方面: 1、与几何有关的最值问题; 2、与物理学有关的最值问题; 3、与利润及其成本有关的最值问题; 4、效率最值问题。 解决实际问题的方法:首先是需要分析问题中各个变量之间的关系,建立适当的函数关系,并确定函数的定义域,通过创造在闭区间内求函数取值的情境,即核心问题是建立适当的函数关系。再通过研究相应函数的性质,提出优化方案,使问题得以解决,在这个过程中,导数是一个有力的工具. 例1在边长为60 cm 的正方形铁片的四角切去相等的正方形,再把它的边沿虚线折起(如图),做成一个无盖的方底箱子,箱底的边长是多少时,箱底的容积最大?最大容积是多少? 解法一:设箱底边长为x cm ,则箱高602x h -= cm ,得箱子容积 2 60)(32 2x x h x x V -== )600(<

x x x V 2)260()(-=)300(<

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