什么是函数的极值点?

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老张教育新思享
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2022-12-21 · 中小学教师,皖蒙城县双涧中学
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函数的极值点、驻点和拐点这些概念很多同学和老师都容易混淆。如何正确认识极值点、驻点、拐点其主要依据是定义及相关理解,只有理解透定义域定理,进而找到他们的本质差别,才不至于混为一谈。

驻点、极值点、拐点是微积分中不能绕过的知识点,要想完全掌握必须抓住核心定义,而不是去死记硬背一些推论。理解本质才能应对千变万化的题目。

1.核心概念

驻点:是函数的一阶导数为0地点,另外驻点也称为稳定点,临界点

例如:y=x3,则f(x)=3x2,令f(x)=0,解得x=0,则x=0是函数y=x3地驻点

极值点:是函数的单调性发生变化的点,或是函数的局部极大值或极小值点(或者说当函数存在导数时,函数的极值点是其导函数的变号零点)

例如:y=x2,如图在x=0处,函数的单调性发生了变化,或者说x=0附近的区域,f(0)取得极小值,这两个均说明x=0是函数y=x2的极值点

备注:我们在求函数的极值时,通常令f(x)的一阶导数为0,但一阶导数为0地点不一定是极值点,例如y=x3,则f(x)=3x2,令f(x)=0,解得x=0,这时x=0不是函数的极值点,因为该函数在x=0处的单调性没有发生变化。

拐点:是函数二阶导数为0且三阶导数不为0地点

例如:

我们以f(x)=x3为例来看看什么是拐点,如图:在(0,0)处函数的凹凸性发生了变化,我们知道二阶导为正,原函数是凸函数,二阶导为负,原函数的凹函数。该函数是先凹后凸,因此(0,0)是函数的拐点。


备注:在拐点处,函数的凹凸性发生了改变,当二阶导数大于0,说明函数图像下凹;如果二阶导数小于0,说明函数图象上凸。

2.区别和联系

① 零点,驻点,极值点指的都是函数y=f(x)的一个横坐标x0,而拐点指的是函数y=f(x)图像上的一个点(x0,f(x0))

② 驻点和极值点:可导函数f(x)的极值点必定是它的驻点,但是反过来,函数的驻点却不一定是极值点。例如上面举例的y=x3,x=0是函数f(x)的驻点,但它不是极值点。此外,函数在它的一阶导数不存在时,也可能取得极值,例如y=|x|,在x=0处导数不存在,但极值点是x=0,具体可见下面的图像。

③ 驻点和极值点与函数的一阶导数有关,拐点与函数的二阶导数和三阶导数有关。

3.内容归纳

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