区间[-1,3]上f(x)=(x ^ 2 -9)^ 3 +10的极值是多少?

区间[-1,3]上f(x)=(x ^ 2 -9)^ 3 +10的极值是多少?
Anonim

回答:

我们有一个最小的 #X = 0# 和一个拐点 #X = 3#

说明:

最大值是函数上升然后再次下降的高点。因此,切点的斜率或该点处的导数值将为零。

此外,由于最大值左侧的切线将向上倾斜,然后变平然后向下倾斜,切线的斜率将连续减小,即二阶导数的值将为负。

另一方面,最小值是函数下降然后再次上升的低点。因此,切线或最小值处的导数值也将为零。

但是,由于最小值左侧的切线将向下倾斜,然后变平然后向上倾斜,切线的斜率将不断增加或二阶导数的值将为正。

如果二阶导数为零,我们有一个点

然而,这些最大值和最小值可以是通用的,即整个范围的最大值或最小值,或者可以是局部的,即在有限范围内的最大值或最小值。

让我们参考问题中描述的功能来看这一点,为此我们首先要区分 #F(X)=(X ^ 2-9)^ 3 + 10#.

它的一阶导数是由 #F'(X)= 3(X ^ 2-9)^ 2 * 2×#

= #6×(X ^ 4-18x ^ 2 + 81)= 6×^ 5-108x ^ 3 + 486x#.

这将是零 #的x ^ 2-9 = 0# 要么 #X = + - 3# 要么 #0#。其中只有 #{0,3}# 在范围内 #-1,3}#.

因此,最大值或最小值出现在点处 #X = 0##X = 3#.

为了找出它是最大值还是最小值,让我们看看第二个微分是什么 #F ''(X)= X ^ 30倍^ 4-324x 2 + 486# 因此

#X = 0#, #F ''(X)= 486# 并且是积极的

#X = 3#, #F ''(X)= 2930至16年+ 486 = 0# 并且是一个拐点。

因此,我们有一个当地的最小值 #X = 0# 和一个拐点 #X = 3#

。图{(x ^ 2-9)^ 3 + 10 -5,5,-892,891}

回答:

绝对最小值是 #(-9)^3+10# (发生在 #0#),间隔的绝对最大值是 #10#,(发生在 #3#)

说明:

问题并没有说明我们是要找到相对的还是绝对的极值,所以我们会找到两者。

相对极值只能在临界数量时发生。临界数字是。的值 #X# 属于的领域 #F# 以及哪一个 #F'(X)= 0# 或#f'(x)不存在。 (费马定理)

闭区间的绝对极值可以发生在区间中的临界数或区间的中点处。

因为这里询问的功能是连续的 #-1,3#,极值定理向我们保证 #F# 在间隔上必须同时具有绝对最小值和绝对最大值。

关键数字和相对极值。

对于 #f(x)=(x ^ 2-9)^ 3 + 10#, 我们发现 #f'(x)= 6x(x ^ 2-9)^ 2#.

显然, #F'# 永远不会存在,所以没有那种关键数字。

解决 #6x(x ^ 2-9)^ 2 = 0# 产出解决方案 #-3#, #0#,和 #3#.

#-3# 不属于这个问题的范畴, #-1,3# 所以我们只需要检查 #F(0)##F(3)#

对于 #x <0#, 我们有 #f'(x)<0#

对于 #x> 0#, 我们有 #f'(x)> 0#.

所以,通过一阶导数测试, #F(0)# 是相对最小值。 #f(0)= -9 ^ 3 + 10#.

区间中的另一个关键数字是 #3#。如果我们忽略域限制,我们就会发现 #f'(x)> 0# 对全部 #X##3#。因此,该函数在包含的小开放区间内增加 #3#。因此,如果我们停下来 在 #3# 我们达到了最高点 在域中.

普遍协议是否这样说 #F(3)= 10# 是此函数的相对最大值 #-1,3#.

有些需要价值 在双方 为了更少,其他人要求在任何一方的域中的值更少。

绝对极值

封闭区间绝对极值的情况 #A,B# 更简单。

在封闭的时间间隔内查找关键数字。打电话给 #c_1,c_2# 等等。

计算值 #f(a),f(b),f(c_1),f(c_2)# 等等。最大值是区间上的绝对maixmum,最小值是区间上的绝对最小值。

在这个问题中我们计算 #f(-1)=(-8)^ 3 + 10#, #f(-3)= 10##f(0)=(-9)^ 3 + 10#.

最低限度是 #f(0)=(-9)^ 3 + 10#

最大值是 #f(-3)= 10#.