定义

设函数在区间有定义,,若 (或),则称是函数的一个极大值(或极小值), 是函数的一个极大值点(或极小值点)。极大值与极小值统称为极值;极大值点与极小值点统称为极值点。上面的不等号若严格成立,则称为严格极值点,对应函数值称为严格极值。1

注意:

(1)极值点只关心 内的局部函数值,不关心是否可导。因此函数在极值点处可能不可导,如 处不可导。

(2)极值点是函数图像的某段子区间内上极大值或者极小值点的横坐标。

(3)极值点出现在函数的驻点(导数为0的点)或不可导点处(导函数不存在,也可以取得极值,此时驻点不存在)。

(4)可导函数的极值点必定是它的驻点。但是反过来,函数的驻点却不一定是极值点,例如,点是它的驻点,却不是它的极值点。

(5)极值点上的导数为零或不存在,且函数的单调性必然变化。

定理

若函数处可导,且是函数的极值点,则

注:若去掉“函数处可导”的条件,则函数的极值点处不一定有,如;此外,若,则不一定是极值点,如处,有,但不是的极值点。1

判别方法

(1)若函数可导

【第一判别法】若函数可导,,且(或)同时,(或),则是函数的极大点(或极小点)

【第二判别法】若函数存在二阶导数,是函数的稳定点,即,而,则当时,是函数的极小点;当时,是函数的极大点。

(2)若函数在一些点不可导,则需要用定义判断。1

计算方法

(1)单变量函数的极值求法

a. 求导数;

b. 求方程的根;

c. 检查在函数图象左右的值的符号,如果左正右负,那么在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么在这个根处取得极小值。

特别注意:无意义的点也要讨论,即可先求出的根和无意义的点,这些点都称为可疑点,再用定义去判断。 例如:的导数是不存在的。

(2)二阶连续偏导数的函数的极值求法,叙述如下:

a. 解方程组,求得一切实数解,即可求得一切驻点;

b. 对于每一个驻点,求出二阶偏导数的值

c. 定出的符号,判定是否是极值,是极大值还是极小值。

注意:当函数仅在区域D内的某些孤立点不可导时,这些点不是函数的驻点,但这种点有可能是函数的极值点,要注意另行讨论。

极值点与稳定点

方程的解,即称为函数的稳定点

注:定义不要求函数可导,所以可导函数的极值点必须是稳定点,但稳定点不一定是极值点。1