设函数
在区间
有定义,
,若
,
有
(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
在
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
在
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。
若函数
在
处可导,且
是函数
的极值点,则
注:若去掉“函数
在
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
在
处,有
,但
不是
的极值点。1
(1)若函数
可导
【第一判别法】若函数
可导,
,且
,
有
(或
)同时,
有
(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
(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:
在
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。
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
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