高考:中值定理与导数的应用(二)?
6.函数的极值
如果函数f(x)定义在区间(a,b)中,x0是(a,b)中的一个点,如果存在点x0的向心邻域,f(x)f(x0)对这个向心邻域中的任意一点成立,则称f(x0)是函数f(x)的一个极点。
函数取得极值的地方,曲线上的切线是水平的,但曲线上有水平曲线的地方,函数不一定取得极值,即导函数的极值点一定是它的驻点(导数为0的点),但函数的驻点不一定是极值点。
定理(函数取得极值的必要条件)设函数f(x)在x0可导,在x0取得极值,则函数在x0的导数为零,即f'(x0)=0。定理(函数获得极值的第一个充分条件)设函数f(x)在x0的一个邻域内可导,f'(x0)=0。当x到x0右侧附近的值时,f'(x)总是负的,所以函数f(x)在x0处取最大值;(2)如果x取一个接近x0左边的值,f’(x)总是负的;当x到x0右侧附近的值时,f'(x)总是正的,所以函数f(x)在x0取最小值;(3)如果当x取x0左右两侧附近的值时,f'(x)总是正的或负的,那么函数f(x)在x0处没有极值。
定理(函数取得极值的第二个充分条件)设函数f(x)在x0处有二阶导数且f'(x0)=0,f' (x0) ≠ 0则:(1)当f' (x0) 0时,函数f(x)在x0处取得最小值。驻点可能是极值点,不是驻点也可能是极值点。
7.函数的凹凸性及其判断
设f(x)在区间Ix上连续。如果任意两点总有f[(x 1+x2)/2][f (x 1)+f(x 1)]/2,则称f(x)在区间Ix上。
设函数f(x)在闭区间[a,b]内连续且在开区间(a,b)内有一阶和二阶导数,则(1)如果f'' (x)在(a,b >;0,那么f(x)在闭区间[a,b]上的图是凹的;(2)如果(a,b)中的f″(x)
步骤(1)判断曲线的拐点(凹凸边界点)以找到f″(x);(2)设f''(x)=0,在区间(a,b)求解此方程的实根;(3)对于在(2)中求解的每个实根x0,检查x0左侧和右侧的f''(x)的符号。如果f''(x)在x0的左右两边保持一定的符号,那么当两边的符号相反时,点(x0,f(x0))就是拐点。当两边符号相同时,点(x0)为拐点。
画函数时,如果函数有不连续点或导数不存在的点,这些点也要作为分支点。
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