Най-голямата и най-малката стойност на функцията

От практическа гледна точка, най-интересно е използването на деривати, за да открие най-големите и най-малките стойности на функцията. Каква е причината? Максимизиране на печалбата, минимизиране на разходите, определяне на оптималното използване на оборудването. С други думи, в много области на живота е необходимо да се реши проблема с оптимизиране на всички параметри. И това е проблемът с намирането на най-големите и най-малките стойности на функцията.







Трябва да се отбележи, че максималната и минималната стойност на функцията се търси обикновено в X. интервал, която е изцяло или домейн на функция или част от областта на дефиниция. Самостоятелно интервал X може да бъде отворен сегмент интервал безкраен интервал.

В тази статия ще говорим за намиране на максималните и минималните стойности на изрично функция на една променлива у = е (х).

Навигация в страниците.

Най-голямата и най-малката стойност на функция - определение, илюстрацията.

Накратко обсъдят основните определения.

Най-високата стойност на функция у = F (X) в Х интервал се нарича стойност, така че за всяко неравенство.

Най-малката стойност на функция у = F (X) в Х интервал се нарича стойност, така че за всяко неравенство.

Тези определения са интуитивни: най-голямата (най-малката) стойността на функцията - това е най-голямата (най-малката) стойност, получена в интервала на абсцисата.

Неподвижните точки - са стойностите на аргумента, в която производното става нула.

Защо ни е фиксирана точка, когато максималните и минималните стойности? Отговорът на този въпрос е даден от последната теорема на Ферма. От това следва, че ако теорема диференцируема функция има екстремум (локален минимум или локален максимум) в определен момент, след това тази точка е фиксиран. Така, функцията често се своя максимум (минимум) стойност X на интервал в един от фиксирани точки на този интервал.

Също така е често най-голямата и най-малката стойност на функцията може да бъде взето на точките, в които има първата производна на тази функция, както и функцията е дефинирана.

Веднага отговорът на един от най-често задаваните въпроси по темата: "винаги е възможно ли е да се определи най-високата (най-ниската) стойността на функцията"? Не, не винаги. Понякога границата интервал Х съвпада с границите на областта на дефиниция на функция или X на интервал е безкраен. А някои функции на безкрайност и по границите на определенията на полето може да се приема като безкрайно голямо и безкрайно малки стойности. В тези случаи, нищо не може да се каже и за най-високата и най-ниската стойност на функцията.

За по-голяма яснота, ние се даде нагледна илюстрация. Погледнете цифрите - и много по-ясна.

Най-голямата и най-малката стойност на функцията

Първата функция на картината се най-високата (максимална Y) и най-малкият (мин Y) стойности при стационарни точки, които са в интервала [-6, 6].

Да разгледаме случая, показан на втората снимка. Промяна на сегмент [1, 6]. В този пример, най-малката стойност се постига при фиксирана точка, а най-голямата - точката с абсцисата, съответстваща на дясната граница на интервала.

Фигура №3 гранични точки на интервала [-3, 2] са абсциси на точките, съответстващи на най-голямата и най-малката стойност на функцията.

В отворен интервал

Най-голямата и най-малката стойност на функцията

четвърта функция картина се най-високата (максимална Y) и най-малкият (мин Y) стойности в стационарни точки, разположени на открито интервала (-6, 6).

На интервал [1; 6) най-малката стойност на функцията се извършва при стационарен пункт, както и за най-голяма стойност не можем да кажем нищо. Ако точката х = 6 е бил част от интервала, докато при тази стойност на функцията ще отнеме най-голяма стойност. Този пример е показан на Фигура №5.

Фигура №6 малката стойност се постига в дясната граница на интервала (-3 ;. 2] може да се направи най-голямата стойност на заключения.

Най-голямата и най-малката стойност на функцията






В примера, показан на седмия фигурата, функцията се най-високата стойност (макс у) в неподвижна точка с абсциса х = 1. и най-малката стойност (мин у) се постига от дясната граница на интервала. При стойности на минус безкрайност асимптотично приближава у = 3.

Функцията за интервал не достига най-малките или най-голяма стойност. Когато стремеж за х = 2 надясно стойности функция са склонни да минус безкрайност (права линия х = 2 е вертикален асимптота) и абсцисата тенденция да плюс безкрайност, стойностите на функцията асимптотично приближаващи у = 3. Графичен илюстрация на този пример, е показан на Фигура №8.

Алгоритъмът за намиране на най-големите и най-малките стойности на непрекъсната функция в интервала [а, Ь].

Пишем алгоритъм за намиране на най-голямата и най-малката стойност на функцията на интервал.

  1. Виж областта на функцията, и проверява дали то целия интервал [а, Ь].
  2. Намери всички точки, в които има първата производна и които се съдържат в интервала [а, Ь] (обикновено в тези точки vstechayutsya функция с аргумент на знака модул и електрически функции с фракционна-рационално индикатор). Ако тези точки не са, тогава ние да преминете към следващата стъпка.
  3. Определя всички неподвижни точки, които попадат в интервала [а, Ь]. За да направите това, ние откриваме, производната на функцията. приравнявайки го до нула, и решаване на полученото уравнение изберете подходящия корен. Ако няма стационарни пункта, или никой от тях не пропуска разреза, след това преминете към следващата стъпка.
  4. Ние изчисляване на стойностите на функцията в избраните фиксирани точки (ако има такива) в точките, в които няма първата производна (ако има такива), и когато X = О и X = б.
  5. От получените стойности на функцията, изберете най-голямата и най-малката - те са необходими и минимални и максимални стойности на функцията съответно.

Нека разгледаме алгоритъма за решаване на примера на намиране на най-големите и най-малките стойности на интервала.

Намерете най-голямата и най-малката стойност на функцията
  • в интервала [1, 4];
  • в интервала [-4, -1].

Нека да започнем с домейна на функцията. Квадратичен полином в знаменателя не изчезне:

Най-голямата и най-малката стойност на функцията

Лесно е да се провери дали всички интервалите на условията на проблема принадлежат към областта на функцията.

Очевидно е, че съществува производната в цялата област на функцията.

Намираме стационарни точки. Производно изчезва при. Тази неподвижна точка попада в интервалите (-3, 1] и (-3, 2).

За първи период изчисли стойността на функцията на х = -4 и ограничение на безкрайност минус:

От тогава, а на най-малко стойността на функцията на изводи могат да се направят. Може да се каже, че само стойностите на функция са ограничени по-долу със стойност от 1 (функция стойност минус безкрайност асимптотично подходи права линия у = 1).

Вторият интервал на интереси, който не съдържа стационарна точка, и нищо от това не е строга граници. В този случай, не можем да намерим най-голямата или най-малката стойност на функцията. Изчисляване на срока на минус безкрайност и аргументът клони към минус три отляво, ние ще бъдем в състояние да определи границите на стойностите на само:

Най-голямата и най-малката стойност на функцията

Следователно, стойностите на функцията са в диапазона от X в празнината.

За третия период (-3, 1] се изчисли стойността на функцията на стационарна точка и когато х = 1 и едностранно ограничение, аргументът тенденция да -3 полето :.

Най-голямата и най-малката стойност на функцията

Следователно, най-голямата стойност в този интервал функцията се в стационарна точка, най-малката стойност на функцията, не можем да се изчисли, но стойността на функцията е ограничена отдолу от -4.

За интервала (-3, 2) да използват резултатите от предходния параграф, и по-нататък се изчисли двустранен лимит има тенденция да Deuce ляво:

Най-голямата и най-малката стойност на функцията

Следователно, най-малката стойност не е възможно да се определят стойностите на функциите са ограничени отдолу от -4.

Резултатите от предходните две точки показват, че в интервала [1; 2) получава най-голямата стойност на функцията при х = 1. най-малката стойност не може да бъде намерен, стойностите на функциите са ограничени отдолу от -4.

Функцията за интервал не достига нито най-голямата или най-малката стойност.

Най-голямата и най-малката стойност на функцията

Това означава, че в този диапазон приема стойности в интервала.

Изчисляване на стойността на функцията при х = 4. може да се твърди, че в функция плюс безкрайност асимптотично подходи права линия у = 1.

Сега можете да сравните получените резултати във всяка точка с графиката на функцията. Сините пунктирани линии показват асимптотата.

Най-голямата и най-малката стойност на функцията

На тази можете да се окажете с намирането на най-големите и най-малките стойности на функцията. Алгоритмите разбират тази статия, позволяват да се получат резултати с минимално действие. Въпреки това, е полезно да се определи първо интервалите на увеличаване и намаляване на функцията и едва след това да се направят изводи за най-високата и най-ниската стойност на функцията на всеки интервал. Това дава по-ясна картина и строга обосновка на резултатите.