函数极值存在的充分条件

函数极值 第7讲

主题:函数极值存在的充分条件(导数符号的变化)。

摘要

就像我们在上一讲中发现的,仅仅因为函数的导数在某点等于0,并不意味着该函数在这点达到极值。所以,我们在这里将讨论什么条件足够一个函数在某点达到极值。

极值存在的充分条件

假设在点 x_0 的某个邻域内,函数 f \left(x \right) 有有限导数 f' \left( x \right)

  • 如果在这个邻域内 x_0 的左侧导数值为正,右侧为负 – 那么 函数在点 x_0 处取得最大值
  • 如果在这个邻域内 x_0 的左侧导数值为负,右侧为正 – 那么 函数在点 x_0 处取得最小值

实际上,根据上一讲中介绍的函数单调性引理,如果函数的导数取正值,这意味着函数是增加的。如果导数取负值,那么意味着函数是减少的。

因此,如果导数“变号”,这也意味着函数的单调性发生了变化,例如在情况1中:

导数在 左边是正的,在右边是负的。这意味着函数 的左侧上升,在右侧下降。所以应该是这样的:
最大值 - 存在条件的充分条件在上面的图表中,我们有函数 (顶部)及其导数 的图表。可以看到,在 的“左侧”区域(标蓝)导数 是正的,函数 在增加。在 的“右侧”区域(标红)导数 是负的,函数 在减少。

这种变化总是意味着在 点存在一个最大值。

结束

编写此帖子时,我参考了…

1. „微分和积分计算。第一卷。” G.M. Fichtenholz。1966年版。

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