Монотонность функции
Теорема “Признак монотонности функции”. Если функция дифференцируема на промежутке и её производная на этом промежутке положительна (отрицательна), то функция на промежутке возрастает (убывает).
Например.
Найти промежутки монотонности функции .
Найдём производную . Очевидно, что при , и функция возрастающая, а при , и функция убывающая.
Экстремумы функции
Точка называется точкой максимума (минимума), если существует такая окрестность этой точки, что для любой точки этой окрестности выполняется неравенство: ( ). Точки минимума и максимума носят общее название точек экстремума.
Теорема“Необходимый признак экстремума функции одного аргумента”. Если является точкой экстремума, то либо не существует.
Точки, в которых выполняется необходимое условие, называют критическими.
Например.
Для функции критическими точками являются и , так как при и .
Теорема“Первый достаточный признак экстремума функции одного аргумента”. Если непрерывна в критической точке , дифференцируема в некоторой её окрестности, за исключением быть может самой точки , и при переходе через точку производная функции меняет свой знак с + на -, то является точкой максимума, если производная меняет знак с - на +, то - точка минимума, если производная не меняет знака при переходе через , то не является точкой экстремума.
Например.
Для функции : и 
производная меняет свой знак с + на – в точке и, следовательно, является точкой максимума, а в точке производная меняет знак с - на + и - точка минимума этой функции.
Рис.1.5.
Теорема «Второй достаточный признак наличия экстремума».
Если в критической точке функции обращаются в ноль не только её первая производная , но и все последующие производные до (n-1) –го порядка включительно , а производная n -го порядка существует и отлична от нуля , то точка будет точкой экстремума, если число n чётное и не будет ею, если n нечетное.
Характер экстремума при чётном n определяется по знаку производной n -го порядка : если , то -точка минимума, а если , то точка максимума.
Например.
Для функции в критической точке , обращаются в 0 , , и , а , поскольку номер отличной от 0 производной нечётный -5, следовательно не является точкой экстремума.
Следствие. Если , а , то при точка есть точка максимума, а при точка минимума.
Для нахождения наибольшего и наименьшего значения функции на отрезке [a,b] надо:
1. Найти критические точки функции.
2. Выбрать из критических точек те, которые принадлежат отрезку [a,b].
3. Вычислить значение функции в выбранных точках и на концах отрезка.
4. Выбрать набольшее и наименьшее значение из полученных значений функции.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|