反思与感悟 求可导函数f(x)的极值的步骤:
(1)确定函数的定义区间,求导数f′(x);
(2)求方程f′(x)=0的根;
(3)用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干个小开区间,并列成表格.检测f′(x)在方程根左右两侧的值的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值;如果左右不改变符号,那么f(x)在这个根处无极值.
跟踪训练1 求函数f(x)=+3ln x的极值.
解 函数f(x)=+3ln x的定义域为(0,+∞),
f′(x)=-+=.令f′(x)=0,得x=1.
当x变化时,f′(x)与f(x)的变化情况如下表:
x (0,1) 1 (1,+∞) f′(x) - 0 + f(x) 单调递减 3 单调递增 因此,当x=1时,f(x)有极小值f(1)=3.
探究点二 利用函数极值确定参数的值
思考 已知函数的极值,如何确定函数解析式中的参数?
例2 已知f(x)=x3+3ax2+bx+a2在x=-1时有极值0,求常数a,b的值.
解 因为f(x)在x=-1时有极值0,且f′(x)=3x2+6ax+b,
所以即
解之得或
当a=1,b=3时,f′(x)=3x2+6x+3=3(x+1)2≥0,
所以f(x)在R上为增函数,无极值,故舍去.
当a=2,b=9时,f′(x)=3x2+12x+9=3(x+1)(x+3).
当x∈(-3,-1)时,f(x)为减函数;当x∈(-1,+∞)时,f(x)为增函数,
所以f(x)在x=-1时取得极小值,因此a=2,b=9.
反思与感悟 (1)利用函数的极值确定参数的值,常根据极值点处导数为0和极值两个条件列方程组,利用待定系数法求解.