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二、导数与极值

导数及其运算与应用 · 高一
讲清楚它是什么

定义 导数描述函数在某点附近的瞬时变化率,极值是函数在局部范围内的最大值或最小值。

从哪来 本节为高一数学起点,无前置知识点依赖,直接基于函数概念与极限思想构建。

为什么 极值点处函数“走向”发生转折,切线水平(斜率为0),故导数为0;反之导数为0仅说明切线水平,未必是极值(如拐点)。

适合视觉型/直觉型学生
用“山峰与山谷”类比,画抛物线 y=x² 和 y=-x²,指出顶点处切线水平,导数为0,直观理解极值点导数为零。
适合逻辑型/抽象型学生
从定义出发,推导 f'(x₀)=0 是极值的必要条件,用反例 y=x³ 说明导数为0不一定是极值,强调充要条件需结合左右导数符号变化。
适合应用型/工程型学生
用“速度-时间”图像,速度为0时位置可能达到极值(如抛体最高点),但加速度(导数的导数)决定是否为极值,联系物理情境理解。
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练一道
基础题
求 f(x)=x²-4x+3 的极值点及极值。 解:f'(x)=2x-4,令 f'(x)=0 得 x=2。f''(x)=2>0,故 x=2 为极小值点,极小值 f(2)=4-8+3=-1。
变式
讨论 f(x)=x³-3x 的极值情况。 解:f'(x)=3x²-3,令 f'(x)=0 得 x=±1。f''(x)=6x,f''(1)=6>0(极小值),f''(-1)=-6<0(极大值)。极大值 f(-1)=-1+3=2,极小值 f(1)=1-3=-2。
试试手自己判
检测题
函数 f(x)=x³+ax 在 x=1 处有极值,求 a 的值并判断是极大值还是极小值。
看答案和判分标准
答案:a=-3,极小值。
判对标准:
正确求出 a=-3(2分),正确判断为极小值(1分),过程完整(1分)。
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