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[科普中国]-极大值

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定义

一般的,设函数f(x)在点x0附近有定义

(1)如果对x0附近的所有点,都有f(x)f(x0),则f(x0)是函数f(x)的一个极小值,如图2所示;

(3)函数的极大值与极小值统称为极值。(极值即波峰波谷处的值——不一定是最大值或最小值)

(4)使得函数取得极值的点x0称为极值点。使得函数取得极大值的点x0称为极大值点;使得函数取得极小值的点x0称为极小值点。

极大值和最大值的区别最大值是函数中最大的值,而极大值不是。

最大值一定高于函数中其他的值,极大值可以小于极小值。

最大值的值只有一个,而极大值的值可以有无限个。

最大值的定义区间为函数定义域,极大值可以自定义区间。

注意需要注意以下几点:

(1)极大值、极小值是一个局部概念。由定义,极大值、极小值只是某个点的函数值与它附近点的函数值比较是最大或最小,并不意味着它在函数的整个的定义域内最大或最小,因此,极大值、极小值不同于最大值、最小值。

(2)函数的极值不是唯一的,即一个函数在某区间上或定义域内极大值或极小值可以不止一个。

(3)极大值与极小值之间无确定的大小关系,即一个函数的极大值未必大于极小值,极小值也未必小于极大值。

(4)函数的极值点一定出现在区间的内部,区间的端点不能成为极值点,而使函数取得最大值、最小值的点可能在区间的内部,也可能在区间的端点。

求极大值的方法对于单变量函数,有如下求极大值的方法。

对于连续可导的函数(1)一阶导数判别法:

对于可导函数f(x),判别f(x)是否有极大值的步骤如下:

1)求导数 f′(x);

2)求 f(x)的驻点,即求 f′(x)=0 的根;

3)检查 f′(x)在驻点左右的符号,如果在驻点左侧附近为正,右侧附近为负,那么函数y=f(x)有极大值,且在这个驻点处取得极大值;否则,函数f(x)无极大值。

(2)二阶导数判别法(函数二阶可导)

已知f(x)在x0的某邻域上一阶可导,在x0处二阶可导,且f'(X0)=0,f"(x0)≠0,那么:

1)若f"(x0)