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高中數學函數極值知識點

教育 更新时间:2024-10-01 08:09:21

高中數學函數極值知識點?利用導數研究函數的極值,下面我們就來說一說關于高中數學函數極值知識點?我們一起去了解并探讨一下這個問題吧!

高中數學函數極值知識點(什麼是函數的極值)1

高中數學函數極值知識點

利用導數研究函數的極值

1、極值的定義:

(1)極大值:一般地,設函數fx)在點x0附近有定義,如果對x0附近的所有的點,都有fx)<fx0),就說fx0)是函數fx)的一個極大值,記作y極大值=fx0),x0是極大值點;

(2)極小值:一般地,設函數fx)在x0附近有定義,如果對x0附近的所有的點,都有fx)>fx0),就說fx0)是函數fx)的一個極小值,記作y極小值=fx0),x0是極小值點.

2、極值的性質:

(1)極值是一個局部概念,由定義知道,極值隻是某個點的函數值與它附近點的函數值比較是最大或最小,并不意味着它在函數的整個的定義域内最大或最小;

(2)函數的極值不是唯一的,即一個函數在某區間上或定義域内極大值或極小值可以不止一個;

(3)極大值與極小值之間無确定的大小關系,即一個函數的極大值未必大于極小值;

(4)函數的極值點一定出現在區間的内部,區間的端點不能成為極值點,而使函數取得最大值、最小值的點可能在區間的内部,也可能在區間的端點.

3、判别fx0)是極大、極小值的方法:

x0滿足f′(x0)=0,且在x0的兩側fx)的導數異号,則x0是fx)的極值點,fx0)是極值,并且如果f′(x)在x0兩側滿足“左正右負”,則x0是fx)的極大值點,fx0)是極大值;如果f′(x)在x0兩側滿足“左負右正”,則x0是fx)的極小值點,fx0)是極小值.

4、求函數fx)的極值的步驟:

(1)确定函數的定義區間,求導數f′(x);

(2)求方程f′(x)=0的根;

(3)用函數的導數為0的點,順次将函數的定義區間分成若幹小開區間,并列成表格,檢查f′(x)在方程根左右的值的符号,如果左正右負,那麼fx)在這個根處取得極大值;如果左負右正,那麼fx)在這個根處取得極小值;如果左右不改變符号即都為正或都為負,則fx)在這個根處無極值.

在理解極值概念時要注意以下幾點:

(1)按定義,極值點x0是區間[ab]内部的點,不會是端點ab(因為在端點不可導).

(2)極值是一個局部性概念,隻要在一個小領域内成立即可.要注意極值必須在區間内的連續點取得.一個函數在定義域内可以有許多個極小值和極大值,在某一點的極小值也可能大于另一個點的極大值,也就是說極大值與極小值沒有必然的大小關系,即極大值不一定比極小值大,極小值不一定比極大值小.

(3)若fx)在(ab)内有極值,那麼fx)在(ab)内絕不是單調函數,即在區間上單調的函數沒有極值.

(4)若函數fx)在[ab]上有極值且連續,則它的極值點的分布是有規律的,相鄰兩個極大值點之間必有一個極小值點,同樣相鄰兩個極小值點之間必有一個極大值點,一般地,當函數fx)在[ab]上連續且有有限個極值點時,函數fx)在[ab]内的極大值點、極小值點是交替出現的,

(5)可導函數的極值點必須是導數為0的點,但導數為0的點不一定是極值點,不可導的點也可能是極值點,也可能不是極值點.

利用導數研究函數的最值

1、函數的最大值和最小值

觀察圖中一個定義在閉區間[ab]上的函數fx)的圖象.圖中fx1)與fx3)是極小值,fx2)是極大值.函數fx)在[ab]上的最大值是fb),最小值是fx1).

一般地,在閉區間[ab]上連續的函數fx)在[ab]上必有最大值與最小值.

說明:(1)在開區間(ab)内連續的函數fx)不一定有最大值與最小值.如函數fx)=在(0, ∞)内連續,但沒有最大值與最小值;

(2)函數的最值是比較整個定義域内的函數值得出的;函數的極值是比較極值點附近函數值得出的.

(3)函數fx)在閉區間[ab]上連續,是fx)在閉區間[ab]上有最大值與最小值的充分條件而非必要條件.

(4)函數在其定義區間上的最大值、最小值最多各有一個,而函數的極值可能不止一個,也可能沒有一個

2、用導數求函數的最值步驟:

由上面函數fx)的圖象可以看出,隻要把連續函數所有的極值與定義區間端點的函數值進行比較,就可以得出函數的最值了.

設函數fx)在[ab]上連續,在(ab)内可導,則求fx)在[ab]上的最大值與最小值的步驟如下:

(1)求fx)在(ab)内的極值;

(2)将fx)的各極值與fa)、fb)比較得出函數fx)在[ab]上的最值.

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