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容易被忽略的数学定理有哪些(容易被忽略的数学定理是什么)

发布时间:2024-04-19 10:32:37 课外活动 968次 作者:合肥育英学校

有这样一个数学定理,虽然很直观,但却很容易被忽视。然而,这是一个非常有用的定理。这个定理可以用一句话简单说出来:函数唯一的极值是最值。

之所以容易被忽视,是因为我们在学习确定最大值的一般方法时,课本上提供的方法是通过比较端点、不可微点、和稳定点。因此,很多学生,包括老黄本人,都会愚蠢地遵循这个信条,首先解决最有价值的问题。

容易被忽略的数学定理有哪些(容易被忽略的数学定理是什么)

尤其是聪明的老黄,会在开区间端点的极限问题上苦苦挣扎。事实上,当函数只有一个极值点时,无需担心端点的极限。

我们先看一下这个定理的数学表达式并证明一下:

5、设f(x)在区间I连续,并且在I有唯一的极值点x0.

若x0是f的极大(小)值点,则x0是f(x)在I上的最大(小)值点.

老黄觉得这里的“连续性”并不是必要条件。去掉“连续性”条件,命题仍然成立。

证1:f在I连续,若x0是f在I唯一的极大值点,

则对任意的xI有f(x)f(x0),x0是f在I上的最大值点.

同理可证:若x0是f在I唯一的极小值点,则x0是f在I上的最小值点.

证2:若x0是f在I唯一的极(小)值点,却不是最小值点,

则必存在x1I,有f(x1)f(x0),矛盾!

x0是f在I上的最小值点.同理可证:

若x0是f在I唯一的极大值点,则x0是f在I上的最大值点.

让我们看看这个定理是如何运作的。看下面的例子:

例:求函数y=根号x*lnx,(0,+)上的最值.

解:y在(0,+)上可导,【排除不可导点的存在】

当y’=(2+lnx)根号x/(2x)=0时,x=1/e^2,【唯一的稳定点】

又当0x1/e^2时,y0;当x1/e^2时,y0.【用极值的第一充分条件,证明x=1/e^2是函数的极小值点】

所以x=1/e^2是函数唯一的极值点,且是唯一的极小值点,

因此y=-2/e是函数的最小值。

又函数在开区间上,所以y在(0,+)上没有最大值。

让我们看一下(0,+)上函数的一般图像,以帮助我们理解:

这个怎么样?现在你对求函数最大值的方法是不是有了更深入的了解了呢?