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导数的引出及定义时时刻刻都体现着函数思想, 高中课程里导数的内容不断深入,给切线、不等式、数列等实际问题带来了新思路、新方法, 使它成为新教材高考试题的热点和命题新的增长点.
一、求解函数单调性及单调区间
函数的单调性是函数的基本性质之一.以往在研究函数的单调性时,主要是利用函数增减的定义来判断函数的增减性.在学习了导数之后,我们可以利用函数导数的定义来研究函数的单调性,而函数的单调性是伴随着单调区间存在而存在的,所以可以根据函数的单调性求出函数的单调区间.
求解单调区间的主要步骤为:①根据函数f (x)求出导数
f ′(x);②令f ′(x)>0,然后求出其解集就为函数f (x)的单调递增区间;③令f ′(x)<0,然后求解出其解集就为函数f (x)的单调递减区间.
例1 求解函数f (x)=x3-3x+1的单调区间.
解:由题意可得
f ′(x)=3x2-3,然后,令
f ′(x)>0,可以求得其解集为(-∞,-1]∪[1,+∞),故函数
f (x)=x3-3x+1的递增区间为
(-∞,-1]∪[1,+∞);同理,令
f ′(x)<0,然后求其解集为
(-1,1),故函数的递减区间为(-1,1).
注:此处的区间(-1,1)也可以写成
[-1,1],因为增减性在独立的一点是无意义的.
二、求解函数的极值及最值
对于单调函数而言,如果是连续函数,在其定义域内的某一闭区间内都是存在极值或最值的.在传统的求解函数极值、最值时我们所用的方法一般都是根据函数的单调性、函数图象及不等式性质等.然而,随着高考的改革,这些传统的方法有时并不能有效地把所有的问题都给解决了,所以,在学习了导数和微分之后,我们得到了一个新的有效地求解函数最值的方法.
定义1:对于连续函数f (x),若
f ′(x0)=0,则x0点称为函数
f (x)的稳定点.
其主要思想为:若函数
f (x)在[a,b]上可导,则
f (x)在[a,b]上必存在最值.求解函数最值的一般步骤为:①根据函数
f (x)求出导数f ′(x);②令导函数
f ′(x)=0求出函数
f (x)的稳定点xk;③求出函数f (x)的二阶导函数
f ″(x),若
f″(xk)>0,则点xk就为极小值点,若f ″(xk)<0,则点
xk就为极大值点.
注:①由于当f ″(x)=0的情况比较复杂,此处就不再讨论;②函数的稳定点不一定是极值点,但是极值点一定是稳定点;③有些时候,函数的稳定点并不唯一,如果函数的极值点唯一时,不需要与函数的端点值相比较,如果函数的极值点不唯一时,则需要将极值点的函数值与端点值相比较,然后求出最值.这一点对于开区间及无穷区间同样适用.④此方法主要在例4中体现.
例2 已知函数f (x)=x3-ax2-3x,其中
一、求解函数单调性及单调区间
函数的单调性是函数的基本性质之一.以往在研究函数的单调性时,主要是利用函数增减的定义来判断函数的增减性.在学习了导数之后,我们可以利用函数导数的定义来研究函数的单调性,而函数的单调性是伴随着单调区间存在而存在的,所以可以根据函数的单调性求出函数的单调区间.
求解单调区间的主要步骤为:①根据函数f (x)求出导数
f ′(x);②令f ′(x)>0,然后求出其解集就为函数f (x)的单调递增区间;③令f ′(x)<0,然后求解出其解集就为函数f (x)的单调递减区间.
例1 求解函数f (x)=x3-3x+1的单调区间.
解:由题意可得
f ′(x)=3x2-3,然后,令
f ′(x)>0,可以求得其解集为(-∞,-1]∪[1,+∞),故函数
f (x)=x3-3x+1的递增区间为
(-∞,-1]∪[1,+∞);同理,令
f ′(x)<0,然后求其解集为
(-1,1),故函数的递减区间为(-1,1).
注:此处的区间(-1,1)也可以写成
[-1,1],因为增减性在独立的一点是无意义的.
二、求解函数的极值及最值
对于单调函数而言,如果是连续函数,在其定义域内的某一闭区间内都是存在极值或最值的.在传统的求解函数极值、最值时我们所用的方法一般都是根据函数的单调性、函数图象及不等式性质等.然而,随着高考的改革,这些传统的方法有时并不能有效地把所有的问题都给解决了,所以,在学习了导数和微分之后,我们得到了一个新的有效地求解函数最值的方法.
定义1:对于连续函数f (x),若
f ′(x0)=0,则x0点称为函数
f (x)的稳定点.
其主要思想为:若函数
f (x)在[a,b]上可导,则
f (x)在[a,b]上必存在最值.求解函数最值的一般步骤为:①根据函数
f (x)求出导数f ′(x);②令导函数
f ′(x)=0求出函数
f (x)的稳定点xk;③求出函数f (x)的二阶导函数
f ″(x),若
f″(xk)>0,则点xk就为极小值点,若f ″(xk)<0,则点
xk就为极大值点.
注:①由于当f ″(x)=0的情况比较复杂,此处就不再讨论;②函数的稳定点不一定是极值点,但是极值点一定是稳定点;③有些时候,函数的稳定点并不唯一,如果函数的极值点唯一时,不需要与函数的端点值相比较,如果函数的极值点不唯一时,则需要将极值点的函数值与端点值相比较,然后求出最值.这一点对于开区间及无穷区间同样适用.④此方法主要在例4中体现.
例2 已知函数f (x)=x3-ax2-3x,其中