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容易被忽略的数学定理,函数唯一的极值是最值,超好用的

老黄文体是一家 395

前言:

当前你们对“去掉极值是什么意思”大概比较注意,小伙伴们都想要剖析一些“去掉极值是什么意思”的相关内容。那么小编也在网上收集了一些有关“去掉极值是什么意思””的相关文章,希望朋友们能喜欢,咱们快快来学习一下吧!

有这么一个数学定理,虽然很直观,却偏偏容易被忽略。然而它却又是一个非常好用的定理。这个定理简单说起来,就一句话:函数唯一的极值是最值。

之所以容易被忽略,是因为当我们学到最值的一般判定方法时,教材上提供的方法是:通过比较端点、不可导点,稳定点的函数大小,来确定函数的最值。因此很多同学,包括老黄自己在内,一开始都会傻傻地按照这个信条去解决最值问题。

特别是自作聪明的老黄,会在开区间的端点上纠结极限问题。其实在函数只有一个极值点时,大可不必纠结端点的极限问题。

我们先来看看这个定理的数学表达形式,并进行证明:

5、设f(x)在区间I连续,并且在I有唯一的极值点x0.

若x0是f的极大(小)值点,则x0是f(x)在I上的最大(小)值点.

老黄觉得这里的“连续”,并不是一个必要条件。去掉“连续”的条件,命题仍是成立的。

证1:∵f在I连续,∴若x0是f在I唯一的极大值点,

则对任意的x∈I有f(x)<f(x0), ∴x0是f在I上的最大值点.

同理可证:若x0是f在I唯一的极小值点,则x0是f在I上的最小值点.

证2:若x0是f在I唯一的极(小)值点,却不是最小值点,

则必存在x1∈I,有f(x1)<f(x0),矛盾!

∴x0是f在I上的最小值点. 同理可证:

若x0是f在I唯一的极大值点,则x0是f在I上的最大值点.

我们来看看这个定理到底怎么用。看下面的例题:

例:求函数y=根号x*lnx, (0,+∞)上的最值.

解:y在(0,+∞)上可导,【排除不可导点的存在】

当y’=(2+lnx)根号x/(2x)=0时,x=1/e^2,【唯一的稳定点】

又当0<x<1/e^2时,y'<0; 当x>1/e^2时,y'>0.【用极值的第一充分条件,证明x=1/e^2是函数的极小值点】

所以x=1/e^2是函数唯一的极值点,且是唯一的极小值点,

因此y=-2/e是函数的最小值。

又函数在开区间上,所以y在(0,+∞)上没有最大值。

观察一下函数在(0,+∞)上的大致图像,以帮助我们理解:

怎么样?现在您对求函数最值的方法,是否有更深的理解了呢?

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