数学实验实验报告函数的升降、零点和极值

第三讲 函数的极大（小）值和最大（小）值

核心考点了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件；会用导数求函数的极大

值、极小值(对多项式函数一般不超过三次)；会求闭区间上函数的最大值、最小值(对多项式函数一般不超过三次). 会利用导数解决某些实际问题.

1. 内容梳理

函数的极值与极值点的定义：已知函数y?f(x)，x0是定义域(a,b)内任意一点，若对

x0附近的所有点x, 都有f(x)?f(x0)（或f(x)?f(x0)），则称函数f(x)在点x0处取极大

（小）值，并称x0为极大（小）值点. 函数f(x)的最大（小）值是函数f(x)在指定区间的最大（小）值.

利用导数求函数极值的方法：(1)求导数f?(x)；(2)求方程f?(x)?0的所有实数根； (3)考查在每个根x0附近，从左到右，若f?(x)的符号由正变负（由负变正），则f(x0)是极大（小）值. 若在x0附近的左右两侧符号不变，则f(x0)不是极值.

利用导数求函数最大（小）值的步骤：求函数f(x)在开区间(a,b)内使f?(x)?0的点；计算f(x)在开区间(a,b)内使f?(x)?0的所有点和区间(a,b)端点的函数值，其中最大（小）的一个为最大（小）值.

利用导数判定函数的

函数及函数的零点有关概念

函数的概念：设A、B是非空的数集，如果按照某个确定的对应关系f，使对于集合A中的任意一个数x，在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应，那么就称f：A→B为从集合A到集合B的一个函数．记作： y=f(x)，x∈A．其中，x叫做自变量，x的取值范围A叫做函数的定义域；与x的值相对应的y值叫做函数值，函数值的集合{f(x)| x∈A }叫做函数的值域． 要点一：函数三要素及分段函数 (一)函数三要素

1.定义域：能使函数式有意义的实数x的集合称为函数的定义域。 1.1求函数的定义域时从以下几个方面入手：

(1)分式的分母不等于零； (2)偶次方根的被开方数不小于零；(3)对数式的真数必须大于零； (4)指数、对数式的底必须大于零且不等于1. (5)指数为零底不可以等于零。

(6)如果函数是由一些基本函数通过四则运算结合而成的.那么，它的定义域是使各部分都有意义的x的值组成的集合即交集.(7)三角函数正切函数y?tanx中x?k???2(k?Z).

(8)实际问题或几何问题中的函数的定义域不仅要考虑使其解析式有意义,还要保证实际问题或几何问题有意义. (9)以上这些在题目中都没出现，则函数的定义域为R. 1.2复合

函数及函数的零点有关概念

函数的概念：设A、B是非空的数集，如果按照某个确定的对应关系f，使对于集合A中的任意一个数x，在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应，那么就称f：A→B为从集合A到集合B的一个函数．记作： y=f(x)，x∈A．其中，x叫做自变量，x的取值范围A叫做函数的定义域；与x的值相对应的y值叫做函数值，函数值的集合{f(x)| x∈A }叫做函数的值域． 要点一：函数三要素及分段函数 (一)函数三要素

1.定义域：能使函数式有意义的实数x的集合称为函数的定义域。 1.1求函数的定义域时从以下几个方面入手：

(1)分式的分母不等于零； (2)偶次方根的被开方数不小于零；(3)对数式的真数必须大于零； (4)指数、对数式的底必须大于零且不等于1. (5)指数为零底不可以等于零。

(6)如果函数是由一些基本函数通过四则运算结合而成的.那么，它的定义域是使各部分都有意义的x的值组成的集合即交集.(7)三角函数正切函数y?tanx中x?k???2(k?Z).

(8)实际问题或几何问题中的函数的定义域不仅要考虑使其解析式有意义,还要保证实际问题或几何问题有意义. (9)以上这些在题目中都没出现，则函数的定义域为R. 1.2复合

函数及函数的零点有关概念

函数的概念：设A、B是非空的数集，如果按照某个确定的对应关系f，使对于集合A中的任意一个数x，在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应，那么就称f：A→B为从集合A到集合B的一个函数．记作： y=f(x)，x∈A．其中，x叫做自变量，x的取值范围A叫做函数的定义域；与x的值相对应的y值叫做函数值，函数值的集合{f(x)| x∈A }叫做函数的值域． 要点一：函数三要素及分段函数 (一)函数三要素

1.定义域：能使函数式有意义的实数x的集合称为函数的定义域。 1.1求函数的定义域时从以下几个方面入手：

(1)分式的分母不等于零； (2)偶次方根的被开方数不小于零；(3)对数式的真数必须大于零； (4)指数、对数式的底必须大于零且不等于1. (5)指数为零底不可以等于零。

(6)如果函数是由一些基本函数通过四则运算结合而成的.那么，它的定义域是使各部分都有意义的x的值组成的集合即交集.(7)三角函数正切函数y?tanx中x?k???2(k?Z).

(8)实际问题或几何问题中的函数的定义域不仅要考虑使其解析式有意义,还要保证实际问题或几何问题有意义. (9)以上这些在题目中都没出现，则函数的定义域为R. 1.2复合

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高考数学专题复习函数隐性零点的处理技巧

近些年高考压轴题中，用导数研究函数的单调性、极值、最值及不等式问题成为命题趋势。用导数解决函数综合问题，最终都会归结于函数的单调性的判断，而函数的单调性又与导函数的零点有着密切的联系，可以说函数的零点的求解或估算是函数综合问题的核心。函数的零点是高中数学中的一个极其重要的概念，经常借助于方程、函数的图象等加以解决。根据函数的零点在数值上是否可以准确求出，我们把它分为两类：一类是在数值上可以准确求出的， 不妨称之为显性零点；另一类是依据有关理论（如函数零点的存在性定理）或函数的图象，能够判断出零点确实存在，但是无法直接求出，不妨称之为隐性零点。

本专题通过几个具体的例题来体会隐性零点的处理步骤和思想方法。

一、隐性零点问题示例及简要分析：

1.求参数的最值或取值范围

例1（2012年全国I 卷）设函数f （x ）=e x ﹣ax ﹣2．

（1）求f （x ）的单调区间；

（2）若a=1，k 为整数，且当x ＞0时，（x ﹣k ）f ′（x ）+x+1＞0，求k 的最大值．

解析：（1）（略解）若a≤0，则f ′（x ）＞0，f （x ）在R 上单调递增； 若a ＞0，则f （x ）的单调减区间是（﹣∞，ln

幂函数、函数与方程、方程与零点

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幂函数、函数与方程、方程与零点

教学设计方案XueDa PPTS Learning Center

定 义 域 值域 奇偶性 单调性 定点 归纳： 归纳：当 α > 0 是，幂函数 y = x α 图象过点 (1,1), ( 0 , 0 ) ,且在第一象限随 x 的增大而上升,函 数在区间 [0,+∞ ) 上是单调增函数 y = x 1 y = x 2 y = x 3-

y= x

1 2

y= x

-

1 3

图 象 定 义 域 值域 奇偶 性 单 调 性 定点 归纳： 归纳： α < 0 时幂函数 y = x α 的图象过点 (1,1) ,且在第一象限随 x 的增大而下降，函数在

区间 (0,+∞) 上是单调减函数，且向右无限接近 X 轴，向上无限接近 Y 轴。 汇总：幂函数性质归纳. 汇总：幂函数性质归纳. (1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义，并且图象都过点(1,1) )所有的幂函数在( , ∞ 都有定义，并且图象都过点( , ) ; 幂函数的图象通过原点， 上是增函数. (2) α > 0 时，幂函数的图象通过原点，并且在区间 [0,+∞) 上是增函数. ) 特别地， 幂函数的图象下凸；

数学实验报告

实验序号： 日期：201 年 月 日

实验指导教师： 实验场所：多媒体机房

班 级 实验名称 实验目的： 指数函数 姓名 机号 成绩 绘制指数函数的图像来分析其性质. 实验准备： 计算机、指数函数教学课件. 实验内容： 1.描点法绘图(设值、列表、描点、连线)； 2.利用课件绘制指定的指数函数图象，分析图像特征，归纳指数函数性质； 3.结合绘制的图像，利用指数函数性质解决相关问题. 操作要求： 1. 遵守多媒体教室操作守则，遵照实验进度安排，详细阅读课件操作说明，关注演示步骤； 2．认真填写实验报告，确保数据真实，科学分析数据，积极思考和交流. 实验过程记录及分析： 11. 利用“描点法” 作指数函数y =2x和y =()x的图像，思考分析图像，回答三个问题； 2 x ? ? y =2 x? ? 1y =()x ? 2 ?

《数学实验》实验报告

2010-2011学年第1学期

学生姓名： 学 号： 院 部： 数理学院 专 业： 班 级： 任课教师：

实验报告1

实验目的：

熟悉Mathematica软件包的使用。

实验内容：

1、用两种方式编写如下自定义函数，并求其导数f’(x)在x=-2.0,x=1.0,x=5.0处的值

2、分别用

Plot3D, ParametricPlot3D

函数画出x2?y2?z2?1（0?x?1,0?y?1）的图像。

3、用Mathematica实现一个四人追逐问题，给出结果并划出追逐路线（如下图）。

实验要求：

1、撰写实验报告；

2、写出试验过程中所使用的Mathematica程序或语句和计算结果；

实验步骤：

1、 用两种方式编写如下自定义函数，并求其导数f’(x)及f’(x)在

x=-2.0,x=1.0,x=5.0处的值

方法1

f[x_]:=E^x Sin[x]/;x<=0;f[x_]:=Cos[x]/;0E;

g[x_]=D[f

《数学实验》实验报告

2010-2011学年第1学期

学生姓名： 学 号： 院 部： 数理学院 专 业： 班 级： 任课教师：

实验报告1

实验目的：

熟悉Mathematica软件包的使用。

实验内容：

1、用两种方式编写如下自定义函数，并求其导数f’(x)在x=-2.0,x=1.0,x=5.0处的值

2、分别用

Plot3D, ParametricPlot3D

函数画出x2?y2?z2?1（0?x?1,0?y?1）的图像。

3、用Mathematica实现一个四人追逐问题，给出结果并划出追逐路线（如下图）。

实验要求：

1、撰写实验报告；

2、写出试验过程中所使用的Mathematica程序或语句和计算结果；

实验步骤：

1、 用两种方式编写如下自定义函数，并求其导数f’(x)及f’(x)在

x=-2.0,x=1.0,x=5.0处的值

方法1

f[x_]:=E^x Sin[x]/;x<=0;f[x_]:=Cos[x]/;0E;

g[x_]=D[f

解决传递函数中零点的几个疑问

传递函数有开环传递函数和闭环传递函数，同样，零点有开环零点和闭环零点。

他们有什么不同，又各自起到什么作用呢？

完全书本上的理论：闭环零点是系统闭环传递函数中分子多项式方程的根。闭环零点由前向通道的零点和反馈通道的极点构成。对于单位反馈系统，闭环零点就是开环零点。

这个从系统结构上是可以推导出来的结论。

一想到零点，我们会想到比例微分环节，那么这个比例微分环节，放在前向通道和反馈通道，作用上会有什么不同吗？

谈到零点，我们最先想到的是微分环节，事实上，单纯的

微分环节是不存在的。对一个信号取微分，也就是相当取这个信号的变化率。一个脉冲信号，上升沿变化率近似于无穷大，而运放的输出能量是有限的。

能产生零点的基本环节有比例微分环节PD，比例积分环节PI。

先来看，在一个传递函数的分子中，加入一个零点，而分母不变，会有什么影响呢？

以欠阻尼二阶系统 G=4/(s^2+2*s+4)(阻尼比=0.5）为例，与另一个系统G=4(s+1)/(s^2+2*s+4）的单位阶跃响应比较。

绿色是加入零点的，蓝色是没有零点的。

从这个例子，我们可以得到一个很简单的结论：传递函数分母