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利用導數怎麼求最大值

生活 更新时间:2024-07-01 13:01:46

利用導數怎麼求最大值(用導數的方法求最值特别提醒)1

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極值的定義:

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

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

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;

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求函數f(x)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f(x)在這個根處取得極大值;如果左負右正,那麼f(x)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f(x)在這個根處無極值。

對函數極值概念的理解:

極值是一個新的概念,它是研究函數在某一很小區域時給出的一個概念,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[a,b]内部的點,不會是端點a,b(因為在端點不可導).如圖

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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,如圖.

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③若fx)在(a,b)内有極值,那麼f(x)在(a,b)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f(x)在[a,b]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f(x)在[a,b]上連續且有有

限個極值點時,函數f(x)在[a,b]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,

函數的最值與導數的關系

函數的最大值和最小值:

在閉區間[a,b]上連續的函數f(x)在[a,b]上必有最大值與最小值,分别對應該區間上的函數值的最大值和最小值。

利用導數求函數的最值步驟:

(1)求f(x)在(a,b)内的極值;

(2)将f(x)的各極值與f(a)、f(b)比較得出函數f(x)在[a,b]上的最值。

用導數的方法求最值特别提醒:

①求函數的最大值和最小值需先确定函數的極大值和極小值,因此,函數極大值和極小值的判别是關鍵,極值與最值的關系:極大(小)值不一定是最大(小)值,最大(小)值也不一定是極大(小)值;

②如果僅僅是求最值,還可将上面的辦法化簡,因為函數fx在[a,b]内的全部極值,隻能在f(x)的導數為零的點或導數不存在的點取得(下稱這兩種點為可疑點),所以隻需要将這些可疑點求出來,然後算出f(x)在可疑點處的函數值,與區間端點處的函數值進行比較,就能求得最大值和最小值;

③當f(x)為連續函數且在[a,b]上單調時,其最大值、最小值在端點處取得。

生活中的優化問題:

生活中經常遇到求利潤最大、用料最省、效率最高等問題,這些問題通常稱為優化問題,解決優化問題的方法很多,如:判别式法,均值不等式法,線性規劃及利用二次函數的性質等,

不少優化問題可以化為求函數最值問題.導數方法是解這類問題的有效工具.

用導數解決生活中的優化問題應當注意的問題:

(1)在求實際問題的最大(小)值時,一定要考慮實際問題的意義,不符合實際意義的值應舍去;

(2)在實際問題中,有時會遇到函數在區間内隻有一個點使f'(x)=0的情形.如果函數在這點有極大(小)值,那麼不與端點比較,也可以知道這就是最大(小)值;

(3)在解決實際優化問題時,不僅要注意将問題中涉及的變量關系用函數關系表示,還應确定出函數關系式中自變量的定義區間.

利用導數解決生活中的優化問題:

(1)運用導數解決實際問題,關鍵是要建立恰當的數學模型(函數關系、方程或不等式),運用導數的知識與方法去解決,主要是轉化為求最值問題,最後反饋到實際問題之中.

(2)利用導數求f(x)在閉區間[a,b]上的最大值和最小值的步驟,

①求函數y =f(x)在(a,b)上的極值;

②将函數y=f(x)的各極值與端點處的函數值f(a)、f(b)比較,其中最大的一個是最大值,最小的一個是最小值.

(3)定義在開區間(a,b)上的可導函數,如果隻有一個極值點,該極值點必為最值點.

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