函数的极大值与极小值是局部性的概念,而最大值、最小值是全局性概念,一般来说它们是不同的.最大(小)值是函数f(x)在所考察的区间上,所有函数值中最大者(或最小者).
如果函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,那么f(x)在[a,b]上一定有最大值和最小值.f(x)在闭区间[a,b]上的最大值(最小值),可能在开区间(a,b)内部取得,也可能在闭区间[a,b]的端点处取得.如果f(x)的最大值(最小值)在开区间(a,b)内部取得,那么这个最大值(最小值),也一定是一个极大值(极小值),它们是所有极大值(极小值)中的最大(最小)者.因此,只要求出f(x)在(a,b)内的所有极值,再把它们和闭区间[a,b]端点的函数值f(a),f(b)相比较,其中最大的就是f(x)在[a,b]上的最大值,最小的就是f(x)在[a,b]上的最小值.
由于极值点包含在驻点和导数不存在的点之中,于是,为了避免判断极值的麻烦,求函数f(x)在[a,b]上的最大、最小值可按如下步骤完成:
(1)求出f(x)在(a,b)内的所有驻点和导数不存在的点:x1,x2,…,xn;
(2)计算f(a),f(x1),f(x2),…,f(xn),f(b)的值;
(3)比较以上函数值的大小,其中最大的便是f(x)在[a,b]上的最大值,最小的便是f(x)在[a,b]上的最小值.
注意下面两种特殊情形:
(1)如果函数f(x)在[a,b]上单调增加,则f(a)是f(x)在[a,b]上的最小值,f(b)是f(x)在[a,b]上的最大值,如图3-15所示.如果f(x)在[a,b]上单调减少,则f(a)是f(x)在[a,b]上的最大值,f(b)是f(x)在[a,b]上的最小值,如图3-16所示.
图3-15
图3-16
(2)如果连续函数f(x)在区间(a,b)内有且仅有一个极大值,而没有极小值,则此极大值就是函数f(x)在区间[a,b]上的最大值,如图3-17所示.同样,如果连续函数f(x)在区间(a,b)内有且仅有一个极小值,而没有极大值,则此极小值就是函数f(x)在[a,b]上的最小值,如图3-18所示.(www.daowen.com)
图3-17
图3-18
例1 求函数y=2x3+3x2-12x+14在[-3,4]上的最大值与最小值.解 y′=6x2+6x-12=6(x+2)(x-1),
令y′=0,得到x1=-2,x2=1.由于
f(-3)=2×(-3)3+3×(-3)3-12×(-3)+14=23,
f(-2)=2×(-2)3+3×(-2)2-12×(-2)+14=34,
f(1)=2+3-12+14=7,
f(4)=2×43+3×42-12×4+14=142,
将它们加以比较,可知在[-3,4]上的最大值为f(4)=142,最小值为f(1)=7.
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。