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知识点深化 · 导数 · 小白第一课

极值与最值:函数的山峰和山谷,以及区间最大最小

函数图像上哪里是"山头"(极大值)、哪里是"山谷"(极小值)?闭区间上的最大值又在哪里?这就是导数的重头戏:求极值、求最值、含参讨论。

① 这一课怎么学(小白 4 步法)

总用时约 60 分钟,拆成 4 步,一步都别跳:

1读(15分钟)
读③④:极值定义、极值点判别、闭区间最值。
2找(15分钟)
做⑤:求 f′=0 的点,判两侧符号。
3练(15分钟)
做⑩:求极值、闭区间最值。
4说(15分钟)
做⑨:口述极值和最值区别。
第一课小目标学完要能:① 找驻点并判极值;② 求闭区间最值;③ 处理含参讨论。

② 一图看懂全课(思维导图)

极值最值极值点f′=0或不存在两侧变号极大值左增右减山头极小值左减右增山谷闭区间最值驻点+端点比大小含参讨论按极值点位置分类

读法:从中心节点出发,按五大分支走,每支下的小节点全记住就通关。

③ 先认识它

一句话:极值是局部"山头/山谷",最值是整个区间的最高/最低。求极值看 f′ 在驻点左右是否变号;求闭区间最值要比所有驻点和端点。

极大值(峰)与极小值(谷) 极大值点 极小值点
极值 ≠ 最值极值是局部概念(附近最大/最小),最值是全局概念。闭区间最值 = 所有极值和端点值比大小。

④ 完整公式 / 体系表

判别法 极值点:f′(x₀)=0(或导数不存在)且 f′ 在 x₀ 左右变号
左正右负 → 极大值;左负右正 → 极小值
闭区间 [a,b] 最值:比较 f(驻点) 与 f(a)、f(b)
点左 f′右 f′结论
x₀+−极大值
x₀−+极小值
x₀++非极值
f′=0 不一定是极值f(x)=x³ 在 x=0 处 f′=0,但左右都是正的(x³ 单调增),所以 x=0 不是极值点。必须看变号。

⑤ 用法场景与典型例题

步骤操作
1求 f′,求驻点 f′=0
2列表判左右符号
3写出极值
4 闭区间比端点
例:f(x)=x³−3x 在 [−2,2] 最值
解:f′=3(x²−1)=0 → x=±1。f(−1)=2(极大),f(1)=−2(极小)。端点 f(−2)=−2,f(2)=2。比大小:max=2,min=−2。

⑥ 高频错误诊断

错误1:f′=0 就当极值点
x³ 在 0 处 f′=0 但不是极值。必须看左右变号。
错误2:闭区间最值忘比端点
只看驻点漏掉端点,最值可能在端点。
错误3:极大值就是最大值
极大值是局部,最大值才是全局。
错误4:含参不分类
极值点位置随参数变,必须按参数范围讨论。
错误5:极值和极值点混淆
极值是函数值 f(x₀),极值点是 x₀。

⑦ 考点与真题演练

题型怎么考应对
选择/填空求极值/最值求导+判变号
解答题闭区间最值驻点+端点比
压轴题含参讨论极值分类讨论

真题风格演练(点击选项即时判断)

真题风格·选择f(x)=x² 在 x=0 处是?
真题风格·填空f′(x) 在 x₀ 左正右负,则 x₀ 是?
真题风格·解答闭区间求最值要比较哪些值?
考场提分提醒极值题画符号表最稳:横轴上标出驻点,逐段标 f′ 正负和 f 增减,峰谷一目了然。闭区间最后一定把端点值也写进去比。

⑧ 必背公式卡

1. 极值点:f′=0 且左右变号。
2. 左正右负极大,左负右正极小。
3. f′=0 不一定极值(如 x³)。
4. 闭区间最值=驻点+端点比大小。
5. 极值局部,最值全局。
6. 含参按驻点位置分类。

⑨ 应用输出(建模 / 口述解题)

口述训练
练习 A:说 x³ 在 0 为什么不是极值——左右都递增,没有变号。
练习 B:说为什么闭区间最值要比端点——端点可能更高/更低。
练习 C(建模):用料最省、利润最大都是求最值问题。

⑩ 分层练习 18 题(基础6 + 中档6 + 拔高6)

基础1f(x)=x² 在 x=0 是极什么值?
极小值。
基础2f′ 左正右负是什么点?
极大值点。
基础3闭区间最值要比什么?
驻点+端点。
基础4f(x)=x³ 在 x=0 是极值吗?
不是。
基础5极值是局部还是全局?
局部。
基础6f′(x₀)=0 一定是极值点吗?
不一定。
中档7f(x)=x²−4x+3 的极小值。
f′=2x−4=0→x=2,f(2)=−1,极小值 −1。
中档8f(x)=x³−3x 的极大值。
f′=3(x²−1),x=−1 左正右负,f(−1)=2,极大值 2。
中档9f(x)=x+1/x(x>0)的极小值。
f′=1−1/x²=0→x=1,f(1)=2,极小值 2。
中档10f(x)=x² 在 [0,3] 上最大值。
f(3)=9 最大,9。
中档11f(x)=x² 在 [−2,1] 上最小值。
f(0)=0 最小。
中档12f(x)=−x²+2x 的极大值。
f′=−2x+2=0→x=1,f(1)=1,极大值 1。
拔高13f(x)=x³−3x 在 [0,2] 最值。
f′=3(x²−1),驻点 x=1。f(0)=0,f(1)=−2,f(2)=2。max=2,min=−2。
拔高14f(x)=x·e^x 的极值。
f′=e^x(1+x)=0→x=−1。左负右正,极小值 f(−1)=−1/e。
拔高15讨论 f(x)=x³−3ax 的极值。
f′=3(x²−a)。a≤0 无极值;a>0 时 x=−√a 极大,x=√a 极小。
拔高16f(x)=x³−3x+1 在 [−2,0] 最值。
驻点x=−1,1。f(−2)=−1,f(−1)=3,f(0)=1。max=3,min=−1。
拔高17f(x)=x·lnx 的极小值。
f′=lnx+1=0→x=1/e,极小值 −1/e。
拔高18f(x)=x³−3x²+2 的极值。
f′=3x(x−2)。x=0极大2,x=2极小−2。

⑪ 记忆口诀与 7 天复习计划

三句口诀① 驻点先看变不变号,左正右负极大,左负右正极小。
② 闭区间最值比端点,驻点端点一起列。
③ f′=0 未必极值,x³ 在 0 是反例。

7 天复习计划

天任务自检标准
第1天读③④ + 记判别法默写极大极小判据
第2天做基础1-66题全对
第3天做中档7-12会求极值
第4天做拔高13-15会闭区间+含参
第5天做⑦真题3题全对
第6-7天口述极值与最值区别举 x³ 反例