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함수의 극대·극소

| 도함수의 활용 ⑵

2 함수의 극대·극소

개념 확인 119쪽~120쪽

1 ⑴ 극댓값: 없다., 극솟값: -1 ⑵ 극댓값: 4, 극솟값: 0 2 ⑴ 극댓값: 없다., 극솟값: -1 ⑵ 극댓값: 0, 극솟값: -32

1

⑴ 함수 f(x)는 극댓값은 없고, x=0의 좌우에서 감소하다가 증 가하므로 f(x)는 x=0에서 극소이며 극솟값은

f(0)=-1

⑵ 함수 f(x)는 x=0의 좌우에서 증가하다가 감소하므로 f(x)는 x=0에서 극대이며 극댓값은

f(0)=4

또, x=2의 좌우에서 감소하다가 증가하므로 f(x)는 x=2에 서 극소이며 극솟값은

f(2)=0

2

⑴ f(x)=x€-2x에서 f '(x)=2x-2=2(x-1) f '(x)=0에서 x=1

함수 f(x)의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x y 1 y

f '(x) - 0 +

f(x)-1

따라서 함수 f(x)는 극댓값은 없고,

x=1에서 극소이고 극솟값은 f(1)=-1이다.

⑵ f(x)=x‹-6x€에서

f '(x)=3x€-12x=3x(x-4) f '(x)=0에서 x=0 또는 x=4

함수 f(x)의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x y 0 y 4 y

f '(x) + 0 - 0 +

f(x)0-32

따라서 함수 f(x)는

x=0에서 극대이고 극댓값은 f(0)=0, x=4에서 극소이고 극솟값은 f(4)=-32이다.

개념 check 1-1 b, e, b, e 2-1 0, -1, 1

3-1 -1, 1, -1, 1, -1, 7, 1, 1, 7, -1, -1, -1

개념 드릴 | 121쪽 |

1

STEP

스스로 check

1 -2

 b, d, f

함수 f(x)는 x=b, x=d, x=f의 좌우에서 증가하다가 감소하므로 f(x)가 극댓값을 갖는 점의 x좌표는 b, d, f이다.

2 -2

 ⑴ -10, 0 ⑵ -4, 2

⑴ f(x)=-x‹-15x€+6에서

f '(x)=-3x€-30x=-3x(x+10)

따라서 미분가능한 함수 f(x)가 x=a에서 극값을 가지므로 f '(a)=-3a(a+10)=0에서 a=-10 또는 a=0

⑵ f(x)=x‹+3x€-24x에서

f '(x)=3x€+6x-24=3(x+4)(x-2)

따라서 미분가능한 함수 f(x)가 x=a에서 극값을 가지므로 f '(a)=3(a+4)(a-2)=0에서 a=-4 또는 a=2

3 -2

 ⑴ 극댓값: 8, 극솟값: 없다. ⑵ 극댓값: 44, 극솟값: -81

⑶ 극댓값: 1, 극솟값: -31

⑴ f(x)=-x€+4x+4에서 f '(x)=-2x+4=-2(x-2) f '(x)=0에서 x=2

함수 f(x)의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x y 2 y

f '(x) + 0

-f(x)8

따라서 함수 f(x)는

x=2에서 극대이고 극댓값은 f(2)=8, 극솟값은 없다.

⑵ f(x)=2x‹-3x€-36x에서

f '(x)=6x€-6x-36=6(x+2)(x-3) f '(x)=0에서 x=-2 또는 x=3

함수 f(x)의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x y -2 y 3 y

f '(x) + 0 - 0 +

f(x)44-81

따라서 함수 f(x)는

x=-2에서 극대이고 극댓값은 f(-2)=44, x=3에서 극소이고 극솟값은 f(3)=-81이다.

⑶ f(x)=-x‹-6x€+1에서

f '(x)=-3x€-12x=-3x(x+4) f '(x)=0에서 x=-4 또는 x=0

함수 f(x)의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x y -4 y 0 y

f '(x) - 0 + 0

-f(x)-311

따라서 함수 f(x)는

x=0에서 극대이고 극댓값은 f(0)=1,

x=-4에서 극소이고 극솟값은 f(-4)=-31이다.

필수 유형 | 122쪽~126쪽 |

2

STEP

01-1

 ⑴ 극댓값: -1, 극솟값: -;3&;

⑵ 극댓값: 13, 극솟값: -19, 8

|해결 전략 | f '(x)=0이 되는 x의 값을 구하고 그 값의 좌우에서 f '(x)의 부호 가 바뀌는지 조사한다.

⑴ f(x)=-;3!;x‹+2x€-3x-1에서 f '(x) =-x€+4x-3=-(x-1)(x-3) f '(x)=0에서 x=1 또는 x=3

함수 f(x)의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x y 1 y 3 y

f '(x) - 0 + 0

-f(x)-;3&;-1 ↘ 따라서 함수 f(x)는

x=3에서 극대이고 극댓값은 f(3)=-1, x=1에서 극소이고 극솟값은 f(1)=-;3&;이다.

⑵ f(x)=3x›-8x‹-6x€+24x에서

f '(x)=12x‹-24x€-12x+24=12(x+1)(x-1)(x-2) f '(x)=0에서 x=-1 또는 x=1 또는 x=2

함수 f(x)의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x y -1 y 1 y 2 y

f '(x) - 0 + 0 - 0 +

f(x)-19138

따라서 함수 f(x)는

x=1에서 극대이고 극댓값은 f(1)=13,

x=-1, x=2에서 극소이고 극솟값은 f(-1)=-19, f(2)=8 이다.

01-2

 26

|해결 전략 | f '(x)=0이 되는 x의 값을 구하고 그 값의 좌우에서 f '(x)의 부호 가 바뀌는지 조사한다.

f(x)=x‹+3x€-9x+2에서

f '(x)=3x€+6x-9=3(x+3)(x-1) f '(x)=0에서 x=-3 또는 x=1

함수 f(x)의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x y -3 y 1 y

f '(x) + 0 - 0 +

f(x)29-3

따라서 함수 f(x)는

x=-3에서 극대이고 극댓값은 M=f(-3)=29, x=1에서 극소이고 극솟값은 m=f(1)=-3

∴ M+m=29+(-3)=26

02-1

 -;2!;

|해결 전략 | 미분가능한 함수 f(x)가 x=-1, x=0에서 극값을 가지므로 f '(-1)=f '(0)=0임을 이용하여 a, b의 값을 구한다.

f(x)=-x‹+ax€+bx에서 f '(x)=-3x€+2ax+b 함수 f(x)가 x=-1, x=0에서 극값을 가지므로

f '(-1)=-3-2a+b=0 yy㉠

f '(0)=b=0 yy㉡

㉡을 ㉠에 대입하면 a=-;2#;

따라서 f(x)=-x‹-;2#;x€이므로 극솟값은 f(-1)=1-;2#;=-;2!;

다른 풀이

f(x)=-x‹+ax€+bx에서 f '(x)=-3x€+2ax+b 함수 f(x)가 x=-1, x=0에서 극값을 가지므로 f '(-1)=0, f '(0)=0

즉, 이차방정식 f '(x)=0의 두 근이 -1, 0이므로 근과 계수의 관계에 의하여

-1+0= 2a3 , -1_0=-;3B;

∴ a=-;2#;, b=0

따라서 f(x)=-x‹-;2#;x€이므로 극솟값은 f(-1)=1-;2#;=-;2!;

02-2

 32

|해결 전략 | 미분가능한 함수 f(x)가 x=-2, x=2에서 극값을 가지므로 f '(-2)=f '(2)=0임을 이용하여 a, b의 값을 구한 후, 극댓값과 극솟값을 구한다.

f(x)=-x‹+ax€+bx+c에서 f '(x)=-3x€+2ax+b 함수 f(x)가 x=-2, x=2에서 극값을 가지므로

f '(-2)=-12-4a+b=0 yy㉠

f '(2)=-12+4a+b=0 yy㉡

㉠, ㉡을 연립하여 풀면 a=0, b=12

∴ f(x)=-x‹+12x+c

f '(x)=-3x€+12=-3(x+2)(x-2) f '(x)=0에서 x=-2 또는 x=2

함수 f(x)의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x y -2 y 2 y

f '(x) - 0 + 0

-f(x)c-16c+16

즉, 함수 f(x)는

x=2에서 극대이고 극댓값은 f(2)=c+16, x=-2에서 극소이고 극솟값은 f(-2)=c-16이다.

따라서 극댓값과 극솟값의 차는 (c+16)-(c-16)=32

03 -1

 ⑴ a<-3 또는 a>3 ⑵ -'3<a<'3 D4 =a€-3<0, (a-'3 )(a+'3 )<0 ∴ -'3 <a <'3

관련 문서