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?
答 解这类问题,通常是利用函数的导数在极值点处的取值等于零来建立关于参数的方程,从而求出参数的值.需注意的是,可导函数在某点处的导数值等于零只是函数在该点处取得极值的必要条件,所以必须对求出的参数值进行检验,看是否符合函数取得极值的条件.
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).