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例3 已知函数 ,当,时,取得极值,且极大值比极小值大4.
(1)求,的值;
(2)求的极大值和极小值.
例4(2007湖南)已知函数 为自然对数的底数.
(Ⅰ)讨论函数的单调性;
(Ⅱ)求函数在区间[0,1]上的最大值.
例5 用总长m的钢条制做一个长方体容器的框架,如果所制做容器的底面的一边比另一边长m,那么高为多少时容器的容积最大?并求出它的最大容积.
重视导数应用的热点题型
导数的应用在新高考中已成为新的热点,特别是对实际问题的解答,更应予以重视.下面就具体例题谈谈导数的应用题型及应对策略.
1.求切线斜率
根据导数的几何意义,函数在点处的导数是曲线在点处的切线斜率.因此求函数在某点处的切线斜率,只要求函数在该点处的导数.
例1 求曲线在点处的切线方程.
分析 利用隐函数求导法则,得出在点处的切线斜率,从而可求出切线方程.
解 对方程两边关于求导,得
.
解之得.易知点在曲线上,.
∴曲线在点处的切线方程为
,即.
评注:(1)两边对求导,特别要注意是的函数.(2)隐函数的导数表达式中常包含,两个变量.
2.求单调性
利用可导函数判断函数单调性的基本方法:设函数在某个区间内可导,如果导数,则函数在这个区间上为增函数;如果导数,则函数在这个区间上为减函数.
例2 (2004全国卷Ⅰ理)已知求函数的单调区间.
解 函数f(x)的导数:
(I)当时,若,则<0,若,则>0.
所以当时,函数f(x)在区间(-∞,0)内为减函数,在区间(0,+∞)内为增函数.
(II)当
由
所以,当时,函数f(x)在区间(-∞,-)内为增函数,在区间(-,0)内为减函数,在区间(0,+∞)内为增函数;
(III)当时,由,解得,
由,解得或.
所以当时,函数在区间(-∞,0)内为减函数,在区间(0,-)内为增函数,在区间(-,+∞)内为减函数.
3.求极值
利用可导函数求函数极值的基本方法:设函数在点处连续且.若在点附近左侧,右侧,则为函数的极大值;若在点附近左侧,右侧,则为函数的极小值.
例3 已知函数,当,时,取得极值,且极大值比极小值大4.
(1)求,的值;
(2)求的极大值和极小值.
解 (1) .
∵ 时有极值,则.
∴代入得
.
且.
对任意实数成立,∴.∴.
+
0
-
0
+
极大
极小
∴当时取得极大值,时取极小值.
即
∴.
再由,解出,.
(2)为极大值, 为极小值.
4.求最值
在闭区间上连续的函数,在上必有最大值与最小值,设函数在上连续,在内可导,先求出在内的极值,然后将的各极值与、值比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.
例4 (2007湖南理)已知函数为自然对数的底数.
(Ⅰ)讨论函数的单调性;
(Ⅱ)求函数在区间[0,1]上的最大值.
解 (Ⅰ)
(i)当时,令
若上单调递增;
若上单调递减.
(ii)当a<0时,令
若上单调递减;
若上单调递增;
若上单调递减.
(Ⅱ)(i)当时,在区间[0,1]上的最大值是
(ii)当时,在区间[0,1]上的最大值是.
(iii)当≤时,在区间[0,1]上的最大值是
5.求实际应用问题中的最值
在实际问题中,有时会遇到函数在某区间内只有一个点使,如果函数在这一点有极值,那么可不与区间端点处的函数值比较,即可断定该极值就是最值.
例5 (2008高考)用总长m的钢条制做一个长方体容器的框架,如果所制做容器的底面的一边比另一边长m,那么高为多少时容器的容积最大?并求出它的最大容积.
解 设容器底面边长为m,另一边长为m,高为,由和.
设容器的容积为m3,则有
即
令,有
即,(不合题意,舍去)
所以当时,(m3).
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