АЛГЕБРА И НАЧАЛА АНАЛИЗА
Раздел III. ФУНКЦИЯ
§19. НАХОЖДЕНИЕ ПРОМЕЖУТКОВ МОНОТОННОСТИ И ЭКСТРЕМУМОВ ФУНКЦИИ С ПОМОЩЬЮ ПРОИЗВОДНОЙ.
2. Нахождение точек экстремума и экстремумов функции.
Точки максимума и точки минимума
называют точками экстремума, а значения функции в этих точках экстремумами
функции.
Достаточное условие существования экстремума.
Если функция f(x) непрерывна в точке х0 и 1) f '(x) > 0 на
интервале (а; х0) и f
'(х) 0 на
интервале (х0b), то x0 является точкой
максимума функции f(х); 2) f '(x) 0 на интервале
(а;х0) и f ‘(x) > 0 на интервале (х0b), то x0 является точкой
минимума функции f(х).
Удобно пользоваться следующим
формулировкой этой теоремы:
если в точке x0 производная
меняет знак с «+» на «-» (двигаясь в направлении возрастания х), то х0 -
точка максимума (рис. 100), а если с «-» на «+», то х0 - точка
минимума (рис. 101).
Для исследования у = f(x) на точки
экстремума целесообразно выполнять следующую схему:
1) Находим область определения
функции у = f '(х).
2) Находим производную f '(x).
3) Находим критические точки
(внутренние точки области определения, в которых f '(x) не существует и решение уравнения f '(х) = 0.
4) Обозначаем найденные точки на
области определения функции у = f(х) и находим знак производной f '(х) в каждом из этих промежутков (для этого достаточно определить
знак производной f'(x) в какой-то одной «пробной» точке
промежутке.
5) Если в критической точке х0
производная меняет знак с «+» на «-», то х0= хmах (рис. 100). Если же меняет знак с «-»
на «+», то х0 = хmin
(рис. 101). Если же изменения знаков нет (рис. 102), то х0
не является точкой экстремума.
6) Делаем вывод (ответ).
Пример 1. Найдите точки экстремума
и экстремум функции
Решения.
3) Производная существует во всех точках
области определения у’ = 0; х1 = -1; х2
= -3 - критические точки.
4) - 5) (рис. 103, пробные точки
выберите самостоятельно).
Пример 2. Найдите точки экстремума
и экстремумы функции
Решения.
3) Производная существует во всех точках
области определения.
х1 = 0, х2 = -2 - критические
точки.
4) - 5) (рис. 104,
пробные точки выберите самостоятельно).