05第三章 第5节 函数的极值与最值.ppt
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一、函数极值及求法
二、最值的求法
三、应用举例
四、小结
一、函数极值及求法
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定义
函数的极大值与极小值统称为极值,使函数取得极值的点称为极值点.
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定理1(必要条件)
定理表明:
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例如,
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定理2(第一充分条件)
(是极值点情形)
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求极值的步骤:
(不是极值点情形)
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例1
解
列表讨论
极大值
极小值
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图形如下
例2. 求函数
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的极值 .
解:
1) 求导数
2) 求极值可疑点
令
得
导数不存在的点
3) 列表判别
是极大点,
其极大值为
是极小点,
其极小值为
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定理3(第二充分条件)
证
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例3
解
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注意:
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设 在点 的某邻域内有五阶连续导数,且:
解:
所以不论 ,还是 均有
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二、最值的求法
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步骤:
1.求驻点和不可导点;
2.求区间端点及驻点和不可导点的函数值,比较大小,那个大那个就是最大值,那个小那个就是最小值;
注意:如果区间内只有一个极值,则这个极值就是最值.(最大值或最小值)
三、应用举例
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例1
解
计算
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比较得
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例2
敌人乘汽车从河的北岸A处以1千米/分钟的速度向正北逃窜,同时我军摩托车从河的南岸B处向正东追击,
速度为2千米/分钟.
问我军摩托车何
时射击最好(相
距最近射击最好)?
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解
(1)建立敌我相距函数关系
敌我相距函数
得唯一驻点
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实际问题求最值应注意:
(1)建立目标函数;
(2)求最值;
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例3
某房地产公司有50套公寓要出租,当租金定为每月180元时,公寓会全部租出去.当租金每月增加10元时,就有一套公寓租不出去,而租出去的房子每月需花费20元的整修维护费.试问房租定为多少可获得最大收入?
解
每月总收入为
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(唯一驻点)
故每月每套租金为350元时收入最高。
最大收入为
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例4
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解
如图,
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解得
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所以F(x)在[0,1] 上最大值为 1。
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四、小结
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极值是函数的局部性概念:极大值可能小于极小值,极小值可能大于极大值.
驻点和不可导点统称为临界点.
函数的极值必在临界点取得.
判别法
第一充分条件;
第二充分条件;
(注意使用条件)
注意最值与极值的区别.
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注意最值与极值的区别.
最值是整体概念而极值是局部概念.
实际问题求最值的步骤.
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练习与思考题
解答
结论不成立.
因为最值点不一定是内点.
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2、设
则在点 a 处( ).
B
提示: 利用极限的保号性 .
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3、设
(A) 不可导 ;
(B) 可导, 且
(C) 取得极大值 ;
(D) 取得极小值 .
D
提示: 利用极限的保号性 .
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4、 设
是方程
的一个解,
(A) 取得极大值 ;
(B) 取得极小值 ;
(C) 在某邻域内单调增加 ;
(D) 在某邻域内单调减少 .
提示:
A
40
40
5、把一根直径为 d 的圆木锯成矩形梁 ,
问矩形截面
的高 h 和 b 应如何选择才能使梁的抗弯截面模量最大?
解: 由力学分析知矩形梁的抗弯截面模量为
令
得
从而有
即
由实际意义可知 , 所求最值存在 ,
驻点只一个,
故所求
结果就是最好的选择 .
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