函数的极值与最值
函数的极值与最值问题
函数的极值与最值问题函数的极值与最值问题是数学分析中的重要内容。
在实际问题中，我们常常需要求解函数的极值或最值，来确定某一变量的最佳取值或最大最小值。
本文将介绍函数的极值与最值问题的定义、求解方法以及实际应用。
一、函数的极值与最值的定义在数学中，给定一个函数f(x)，若存在一个区间I，使得对于该区间内的任意x值，f(x)的值都比f(x)在I的其它点处的值小（大），则称f(x)在I内存在极大（小）值，同时称该点为函数的极值点。
而函数在区间I内最大（小）的极值点则称为函数的最大（小）值。
二、求解函数的极值与最值的方法1. 寻找驻点首先，我们需要寻找函数的驻点。
驻点即为函数在该点的导数为零的点，也就是函数的极值点可能位于驻点处。
2. 列出极值点及临界点的值将驻点的值以及函数的定义域内的临界点的值列出，并计算出相应的函数值。
3. 比较并确定极值点及最值比较驻点和临界点的函数值，找出函数的极大值和极小值，即为函数的极值点。
同样地，比较所有极值点的函数值，找出函数的最大值和最小值。
4. 确定函数的定义域在比较极值点和临界点的函数值时，需要注意函数定义域的边界条件。
确保所比较的点处于函数的定义域内。
三、函数极值与最值问题的应用函数的极值与最值问题在实践中具有广泛的应用。
以经济学为例，函数的极值与最值问题常用于优化问题的求解。
例如，确定成本最低的生产方案或利润最大化的销售策略等。
在工程学中，函数的极值与最值问题可应用于优化设计。
比如求解最节能的物流路径、最优化的结构参数以及最大功率输出的电子电路布局等。
此外，函数的极值与最值问题还可用于求解几何问题中的最优解。
在数学建模、各类优化理论以及应用数学的研究中都有广泛的应用。
结论函数的极值与最值问题是数学分析中一个重要且常见的问题。
通过寻找函数的极值点和最值点，可以确定变量的最佳取值或者确定函数在某个区间内的最大最小值。
本文介绍了函数极值与最值问题的定义、求解方法以及应用，并指出了其在实际问题中的重要性。
函数的极值和最值
函数的极值和最值函数的极值和最值是数学中重要的概念，可以帮助我们研究函数的特性和解决实际问题。
本文将介绍函数的极值和最值的定义、求解方法以及应用。
一、函数的极值函数的极值即函数在某个区间内的最大值或最小值。
极值分为两种情况：局部极值和全局极值。
1. 局部极值局部极值是指函数在某个开区间内的最值。
设函数f(x)在点x=a处连续，如果在a的某个邻域内，对于任意的x，有f(x)≤f(a)（或f(x)≥f(a)），则称f(a)是f(x)在该邻域内的局部最小值（或局部最大值）。
其中，f(a)是该局部极值的函数值，a是极值点。
2. 全局极值全局极值是指函数在整个定义域上的最值。
设函数f(x)在[a, b]上连续，如果对于任意的x∈[a, b]，有f(x)≤f(a)（或f(x)≥f(a)），则称f(a)是f(x)在[a, b]上的全局最小值（或全局最大值）。
其中，f(a)是该全局极值的函数值，a是极值点。
二、函数极值的求解方法根据函数的极值定义，我们可以通过以下方法求解函数的极值：1. 导数法导数法是一种常用的求解函数极值的方法。
首先，我们计算函数f(x)的导数f'(x)，然后找出导数为零或不存在的点。
这些点就是可能的极值点。
接下来，对每个可能的极值点进行二阶导数检查，确认是否为极值。
当二阶导数大于0时，该点为局部最小值；当二阶导数小于0时，该点为局部最大值。
2. 区间法区间法适用于离散函数或无法通过导数法求解的情况。
首先，我们将定义域分为若干个区间，并计算每个区间的函数值。
然后，通过比较函数值得出极值。
例如，当函数值最大时，该点为局部最大值；当函数值最小时，该点为局部最小值。
三、函数极值的应用函数的极值在数学和实际问题中具有广泛的应用。
以下是几个典型的应用场景：1. 优化问题函数的极值在优化问题中起到重要作用。
例如，在生产过程中，我们希望找到产量最大或成本最低的方式，这就需要求解函数的最值。
2. 经济学经济学中的需求、供给、收益等问题通常涉及函数的极值。
函数的极值与最值
函数的极值与最值
函数极值和最值是一个在数学中很重要的概念，它们都涉及到函数的测
量值的变化：极值涉及函数的单调增加和减少，最大值和最小值涉及到函数
的执行值在变换的范围。
函数极值指的是函数上某一点，使得在它一定范围内该函数在该点处取
得局部极大值或者局部极小值，即使函数值改变，其在该点处取得的极大值
和极小值依然是不变的。
极值点可能是极大值点也可能是极小值点，它们分
别表示函数在某个点处取得的局部最大值和局部最小值。
最值指的是函数在一个定义域中的最大值和最小值，这意味着在定义域内，该函数只能取到一个最大值或者一个最小值，而且该值不会改变。
所以，最值用来描述函数输出范围；而极值是用来描述函数变化趋势和单调性的。
显而易见，求一个函数的极值和最值是一个很重要的技能，也是很多科
学计算中的重要组成部分，因此需要学习者对函数极值、最大值和最小值的
计算过程都有足够的掌握，以便更好的实现计算的目的。
函数的极值与最值的判定
函数的极值与最值的判定在数学中，函数的极值和最值是研究函数性质时非常重要的概念。
判定一个函数的极值和最值可以帮助我们更好地理解函数的特点和行为。
本文将介绍如何确定函数的极值和最值，并给出相应的判定步骤和示例。
一、函数的极值函数的极值指的是函数在某一特定点上取得的最大值或最小值。
函数在极值点处的导数为零或不存在。
要判定函数的极值，我们需要依据下面的步骤进行操作：1. 求取函数的导函数。
导函数可以用来描述函数的变化趋势，它表示函数在某一点上的斜率。
2. 求取导函数的零点。
导函数的零点对应着函数的极值点，因为函数在极值点处的导数为零。
3. 分析导函数的零点的符号变化。
若导函数的零点从正变为负，那么函数在该点上取得极大值；若导函数的零点从负变为正，那么函数在该点上取得极小值。
4. 验证极值点。
通过计算函数在极值点处的取值，确定函数的极值。
二、函数的最值函数的最值是指在特定的定义域范围内，函数所能取得的最大值和最小值。
要确定函数的最值，我们需要按照以下步骤进行：1. 求取函数的定义域。
定义域是函数能够取值的范围。
2. 分析函数的变化趋势。
通过观察函数的图像、导函数的符号、一阶导数和二阶导数的正负性等信息，推测函数可能存在的最值点。
3. 确定最值点。
通过计算函数在最值点处的取值，确定最值。
三、示例分析现在我们来看一个具体的示例，以帮助更好地理解函数的极值和最值的判定过程。
假设我们有一个函数f(x) = 2x^3 - 3x^2 - 12x + 5。
我们将按照上述步骤来判定函数的极值和最值。
1. 求取导函数。
导函数f'(x) = 6x^2 - 6x - 12。
2. 求取导函数的零点。
令f'(x) = 0，解得x = -1, 3。
3. 分析导函数的符号变化。
当x < -1时，f'(x) < 0；当-1 < x < 3时，f'(x) > 0；当x > 3时，f'(x) < 0。
函数的极值和最值
函数的极值和最值函数是数学中的一种重要概念，它描述了不同变量之间的关系。
在函数中，极值和最值是十分重要的概念，它们能够帮助我们找到函数的最高点和最低点，从而更好地理解函数的性质和特点。
本文将介绍函数的极值和最值的概念及其求解方法。
一、函数的极值在数学中，函数的极值是指函数在某个点上取得的最大值或最小值。
根据极值的概念，我们可以将其分为两种类型：极大值和极小值。
当函数在某点的函数值比其邻近的其他点都大时，该点上的极值称为极大值；当函数在某点的函数值比其邻近的其他点都小时，该点上的极值称为极小值。
为了找到函数的极值，我们可以通过求函数的导数来实现。
首先，我们需要求函数的导数，然后将导数为零的点找出来。
这些点就是函数可能存在极值的点。
接下来，我们可以通过求二阶导数来判断这些点是否是极值点，也就是通过判断导数的变化来确定函数的极值。
二、函数的最值函数的最值是指函数在某个区间或整个定义域上取得的最大值或最小值。
与极值相似，最值也可以分为最大值和最小值两种类型。
当函数在某个区间或整个定义域上的函数值比其他区间或整个定义域上的其他函数值都大时，该函数值称为最大值；当函数在某个区间或整个定义域上的函数值比其他区间或整个定义域上的其他函数值都小时，该函数值称为最小值。
要求解函数的最值，我们需要先找到函数的临界点和边界点。
临界点是指导数为零或导数不存在的点，而边界点是指函数定义域的端点。
然后，我们将这些点代入函数式中计算函数值，最后找到其中的最大值和最小值。
综上所述，函数的极值和最值是函数分析中的重要内容。
通过求导数和二阶导数，我们可以找到函数可能存在极值的点，并通过判断导数的变化来确定函数的极值。
而求解函数的最值则需要找到临界点和边界点，通过计算函数值来确定最大值和最小值。
这些方法可以帮助我们更好地理解函数的性质和特点。
最后，需要提醒的是，在实际问题中，函数的极值和最值往往对应着一些有意义的物理量或经济量，通过求解函数的极值和最值，我们能够找到最优解或者最优方案，为实际问题的解决提供有力的理论基础。
函数的极值和最值
函数的极值和最值在微积分中，函数的极值和最值是常见的概念。
极值指的是函数在某一区间内取得的最大值或最小值，而最值则是函数在定义域内取得的最大值或最小值。
一、极值的定义对于一个函数f(x)，如果存在某个数a使得在a的邻域内的任意x，都有f(x)≤f(a)或者f(x)≥f(a)，那么称函数f(x)在点a处有极大值或极小值。
极大值和极小值统称为极值。
二、求解极值的方法为了求解函数的极值，我们需要采用求导的方法。
具体步骤如下：1. 对函数f(x)求导，得到f'(x)。
2. 找出f'(x)的零点，即解方程f'(x)=0。
3. 将零点代入f''(x)，判断它们的正负性。
- 如果f''(x)>0，则在该点处取得极小值。
- 如果f''(x)<0，则在该点处取得极大值。
- 如果f''(x)=0，则无法判断，需要进行其他方法的检验。
三、最值的定义函数的最大值和最小值是函数在定义域内取得的最大值和最小值。
最大值用符号"max"表示，最小值用符号"min"表示。
四、求解最值的方法求解函数的最值需要考虑函数的定义域，并结合求导和极值的方法。
1. 函数定义域的判断- 如果函数是一个有限闭区间上的连续函数，则最值必然存在。
- 如果函数的定义域是整个实数集，则最值可能不存在。
2. 求解最值的步骤- 首先，对函数f(x)求导，得到f'(x)。
- 然后，找出f'(x)的零点。
- 接着，将零点和函数的端点代入f(x)，求出这些点对应的函数值。
- 最后，比较这些函数值，找出最大值和最小值。
需要注意的是，在求解最值时，还需要考虑函数的边界特性和特殊点，如间断点、开区间端点以及无界区间的端点等。
总结：函数的极值和最值是微积分中的重要概念，通过对函数的导数、零点和二阶导数的分析，可以求解函数的极值和最值。
4.5 函数的极值与最值
: x1 , x 2 , x 3 : x4 , x5
极值点或为f ( x )为零的点或为f ( x )不存在的点 .
极值点的必要条件
二.函数极值的求法
定理1(极值点的必要条件)点 x 0 是函数 f ( x )的极值点的
必要条件是：
f ( x 0 ) 0 或者 f ( x 0 ) 不存在
故总利润 L R C 3720 P 40 P 2 77250 令 L 3720 80 P 0 , 得 P 46 . 5
又 L 80 0 , 故当 P 46 . 5 ( 元 )时 , L 有唯一极大值
,
即最大值 . 所以商品单价定为 46 . 5 元时利润最大
(极值的可疑点或临界点) 判定极值点的充分条件
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定理2(极值第一判别法) 设函数 f ( x ) 在点 x 0 的某一空心
邻域内可导，且在点 x 0 连续 .
( 1 )如果在点 x 0的左邻域内有
f ( x ) 0，在点 x 0的右 f ( x ) 0，在点 x 0的右 f ( x ) 恒为正或恒为
f (1 ) 7 .
例4
求下列函数的最大值和最小值：
3
(1 ) y x 3 x ,
x [ 2 , 2 ];
因此最大值是 最小值是
(2) y xe
x
y ( 1) y ( 2 ) 2 , y (1 ) y ( 2 ) 2 .
x [0 , 2 ];
x 2 x 在 x 0 点取得极小值
在 x 1 点取得极大值
y (1 ) 1 .
例2 求出函数 f ( x ) x 3 3 x 2 24 x 20 的极值.
函数的极值与最值知识点总结
函数的极值与最值知识点总结函数的极值和最值是数学中重要的概念，它们对于函数的图像和性质有着重要的影响。
本文将对函数的极值和最值进行详细总结。
1. 函数的极值函数的极值是指函数在某一区间内取得的最大值或最小值。
在函数图像上就是曲线的顶点或谷底。
1.1 极大值和极小值函数在区间内取得最大值的点称为极大值点，函数在区间内取得最小值的点称为极小值点。
极大值点和极小值点合称为极值点。
1.2 极值的必要条件函数的极值一定是函数的驻点（即函数的导数为0）或者是函数定义域的端点，这是极值的必要条件。
1.3 极值判定的充分条件若函数在某点的导数由正变负，则该点是函数的极大值点；若函数在某点的导数由负变正，则该点是函数的极小值点。
这是极值判定的充分条件。
2. 函数的最值函数的最值是指函数在定义域内取得的最大值或最小值。
2.1 最大值和最小值函数在定义域内取得的最大值称为最大值，函数在定义域内取得的最小值称为最小值。
2.2 最值的存在性当函数在闭区间上连续时，函数一定存在最大值和最小值。
但是当函数在开区间上连续时，函数不一定存在最大值和最小值。
2.3 最值的求解方法求函数的最值主要通过导数的方法进行。
首先求出函数的导数，然后求出导数的零点，即函数的极值点。
从这些极值点中选取函数值最大的点，即为函数的最大值；选取函数值最小的点，即为函数的最小值。
3. 案例分析接下来通过一个具体的案例来说明函数的极值和最值的求解过程。
3.1 求函数 f(x) = x^3 - 3x^2 的极值和最值。
首先求导得到 f'(x) = 3x^2 - 6x，令 f'(x) = 0，解得 x = 0 或 x = 2。
当 x = 0 时，f''(0) = 0，无法判断极值情况；当 x = 2 时，f''(2) = 6 > 0，说明 x = 2 是极小值点。
计算 f(2) = 2^3 - 3(2)^2 = -4，可知函数的极小值为 -4。
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一、求函数极值的解题步骤
1、求定义域 2、求导 3、解方程f / (x) 0, (不在定义域内的解舍去） 4、列表 5、下结论
二、求函数在闭区间上最值的解题步骤
1、求极值 2、比较端点值与极值
例1、已知函数f (x) 2x 1 - ln x 3 x
（1）求函数f (x)的单调区间 （2）求函数f (x)的极值点与极值
（3）求函数在[1 ,2]上的最值 2
相应练习1、已知a 1- x ln x, x [1 ,2]
x
2
恒成立，求a的最小值。
思考：当x [1 ,2]，若方程a 1- x ln x2 Nhomakorabeax
有两个相异实数根，求a的取值范围
例2、已知函数f (x) x3 - 3x 1,若方程 f (x) a有3个不同的实数根，求a的取 值范围.
上节课练习
函数f (x) (-x2 ax) e-x (x R) 1)当 a -2时，求f (x)的单调减区间 2）若f (x)在(-1,1)内递减，求a范围
函数的极值与最值
总结： 1、“f / (xo ) 0”是“xo是f (x)极值点” 的必要不充分条件 2、极值点为自变量的取值，极值为对应函数值 3、极小值不一定小于极大值，极大值 不一定大于极小值 4、极值不可能在端点处取得 5、极值不一定是最值