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在高中数学中,有一类题目是关于函数的,而在函数中,求解函数的极值和根据函数的极值来求解问题又占了很大的比例,因此有必要谈谈函数的极值的解法和类型。
一、求简单函数的极值
例1 求下列函数的极值:
(1)f(x)=x2e-x;(2)f(x)=2xx2+1-2。
解:(1)函数的定义域为R,f′(x)=2xe-x-x2e-x=x(2-x)e-x,令f′(x)=0,得x=0或x=2。当x<0或x>2时,f′(x)<0,所以函数f(x)在-∞,0和2,+∞上是减函数;当00,所以函数f(x)在(0,2)上是增函数。所以当x=0时,函数取得极小值f(0)=0;当x=2时,函数取得极大值f(2)=4e-2。
(2)函数的定义域为R,令f′(x)=0,得x=±1。当x<-1或x>1时,f′(x)<0,所以函数f(x)在-∞,-1和1,+∞上是减函数;当-10,所以函数f(x)在(-1,1)上是增函数。所以当x=-1时,函数取得极小值f(-1)=-3;当x=1时,函数取得极大值f(1)=-1。
二、复杂函数的极值
例2 求下列函数的极值:
(1)f(x)=3x2(x-5);(2)f(x)=|x2-x-6|。
解:(1)f′(x)=233x(x-5)+3x2=2(x-5)+3x33x=5(x-2)33x。令f′(x)=0,解得x=2,但x=0也可能是极值点。当x<0或x>2时,f′(x)>0,所以函数f(x)在-∞,0和2,+∞上是增函数;当0 (2)去绝对值得:
f(x)x2-x-6,(x≤-2或x≥3),-x2+x+6,(-2 f′(x)2x-1,(x<-2或x>3),-2x+1,(-2 令f′(x)=0,得x=12。当x<-2或123或-20,所以函数f(x)在3,+∞和-2,12上是增函数。所以当x=-2和x=3时,函数f(x)有极小值0;当x=12时,函数有极大值254。
三、根据函数的极值确定参数的值
例3 已知f(x)=ax3+bx2+cx(a≠0)在x=±1时取得极值,且f(1)=-1。
(1)试求常数a、b、c的值;
(2)试判断x=±1是函数的极小值还是极大值,并说明理由。
解:(1)由f′(-1)=f′(1)=0得3a+2b+c=0,3a-2b+c=0,又f(1)=-1,所以a+b+c=-1。
解得a=12,b=0,c=-32。
(2)f(x)=12x3-32x,所以f′(x)=32x2-32=32(x-1)(x+1)。当x<-1或x>1時,f′(x)>0,当-1 作者单位:河北省张家口市宣化第一中学
一、求简单函数的极值
例1 求下列函数的极值:
(1)f(x)=x2e-x;(2)f(x)=2xx2+1-2。
解:(1)函数的定义域为R,f′(x)=2xe-x-x2e-x=x(2-x)e-x,令f′(x)=0,得x=0或x=2。当x<0或x>2时,f′(x)<0,所以函数f(x)在-∞,0和2,+∞上是减函数;当0
(2)函数的定义域为R,令f′(x)=0,得x=±1。当x<-1或x>1时,f′(x)<0,所以函数f(x)在-∞,-1和1,+∞上是减函数;当-1
二、复杂函数的极值
例2 求下列函数的极值:
(1)f(x)=3x2(x-5);(2)f(x)=|x2-x-6|。
解:(1)f′(x)=233x(x-5)+3x2=2(x-5)+3x33x=5(x-2)33x。令f′(x)=0,解得x=2,但x=0也可能是极值点。当x<0或x>2时,f′(x)>0,所以函数f(x)在-∞,0和2,+∞上是增函数;当0
f(x)x2-x-6,(x≤-2或x≥3),-x2+x+6,(-2
三、根据函数的极值确定参数的值
例3 已知f(x)=ax3+bx2+cx(a≠0)在x=±1时取得极值,且f(1)=-1。
(1)试求常数a、b、c的值;
(2)试判断x=±1是函数的极小值还是极大值,并说明理由。
解:(1)由f′(-1)=f′(1)=0得3a+2b+c=0,3a-2b+c=0,又f(1)=-1,所以a+b+c=-1。
解得a=12,b=0,c=-32。
(2)f(x)=12x3-32x,所以f′(x)=32x2-32=32(x-1)(x+1)。当x<-1或x>1時,f′(x)>0,当-1