最新一元函数极值的求解方法 (一)、一元函数极值定义
定义1设函数)(x f 在0x 的某个邻域有定义,对于这个邻域之内任一不同于0x 的点x ,如果对0x 该邻域的所有的点,
(1)、都有)()(0x f x f ≥,则称)(0x f 是函数)(x f 的一个极小值,点0x 为函数)(x f 的一个极小值点。
(2)、都有)()(0x f x f ≤,则称)(0x f 是函数)(x f 的一个极大值,点0x 为函数)(x f 的一个极大值点;
极值为极大值和极小值的统称,极值点为极大值点和极小值点的统称。
(二)、一元函数极值的充分必要条件
函数的极值不只在实际具体问题中占有非常重要的地位,还是函数性态的一个重要特征。
1、一元函数极值的必要条件
费马定理告诉我们,若函数f 在点0x 可导,且0x 为f 的极值点,则0)('0=x f 。
这就是说可导函数在点0x 取极值的必要条件是0)('0=x f 。
下面讨论充分条件。
2、极值的第一充分条件
定理1设f 在点0x 处连续,在某一邻域)(δ;U 0x 内可导。
(1)、若当)(00,x x x δ-∈时0)('0≤x f ,当)(δ+∈00,x x x 时0)('0≥x f ,则函
数f 在点0x 取得极小值。
(2)、若当)(00,x x x δ-∈时0)('0≥x f ,当)(δ+∈00,x x x 时0)('0≤x f ,则函
数f 在点0x 取得极大值。
(3)、如果在0x 点的邻域内,)('0x f 不变号,则函数f 在点0x 没有极值,即0x 不是)(x f 的极值点。
则由上表可见:点0=x 为f 的极大值点,极大值为0)0(=f ;点1=x 为f 的极小值点,极大值为3)1(-=f 。
例3 有一个八尺深的方窖在厨房屋角,现要利用窖的两壁拦一角来做一个煤仓形状为长方体,它的容量是288立方尺,问如何做能最省材料。
解 设仓库宽为x 尺(0)x >,长为y 尺(0)y >,则容量是8288xy =,因为0x >,0y >,这是一个关于两个正数的函数问题,且36xy =,两正数之积为一定数,故当x y =时,其和有极值,即6x =,6y = 时,y x +最小。
如果用S 代表所用材料的面积,则()S=8x+y ,当6x =,6y =时,S 最小最省材料。
例4求函数432)(x x x f +=的极值。