导数是新教材的一个亮点,它是连接初等数学与高等数学的桥梁,用它可以解决许多数学问题,它是近年高考的的热点。它不仅帮助即将进入大学的高三学生奠定进一步学习的基础,而且在解决有关问题已经成为必用工具。由于导数的广泛应用,现已成为高考的热点知识本文拟对导数知识的全面归纳,然后通过一些实例全面介绍导数在实际数学中的应用,让人们全面了解导数这一工具的利用
侧附近有定义,若对该邻域内的任意点x(x x0)恒有f(x) f(x0),则f(x0)为极大值;若f(x) f(x0)成立,则f(x0)为极小值。
应当注意:极值是一个局部概念,它只限于x0的某一邻域内,通过函数值相比较才能显示出来。在一个区间上,函数可能有几个极大、极小值。可能会有极大值小于极小值。
极值点和导数的关系如何?由图6可知:
定理2 若x0是函数
f(x)的极值点,则f'(x0) 0或
者f'(x0)不存在。
注意:①f'(x0) 0是点x0
为极值点的必要条件,但不是充分条件。如y x3,y' 3x2,y'|x 0 0但(0,0)点不是函数极值点;②函数f(x)在导数不存在
11
y' 2,的点也可能有极值。如y x,
33
x
13
y'|x 0不存在,但(0,0)点不是函数极值点(如图7)
将导数为0的点或者不可导的点统称为驻点。因此函数的极值必在驻点处取得,但驻点不一定是极值点,所以在求得函数极值的驻点后,就是找到了所有极值可疑点。
下面介绍函数在驻点或导数不存在的点取得极值的充分条件,即极值的判断方法。
定理3(极限存在的充分条件之一) 设f在x0连续,在某邻域Uo(x0; )内可导,
①若x (x0 ;x0)(x0左侧)时f'(x) 0,而x (x0;x0 )(x0右侧)
f'(x) 0,则函数f(x)在x0处取极大值f(x0)
②若x (x0 ;x0)(x0左侧)时f'(x) 0,而x (x0;x0 )(x0右侧)时
f'(x) 0,则函数f(x)在x0处取极小值f(x0)
③若x0两侧f'(x)不变号,则f(x)在x0处无极值。