高等数学求最大值与最小值问题

作者&投稿:励裘 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
高等数学最大值最小值问题?~

首先,解释两部分想加的必要性。
因为被积函数含有绝对值符号,为了褪去绝对值符号,需要讨论t^2-x^2的正负号。
又因为t的定义域为[0,1],x的取值范围为(0,1]。
所以,当t<x时,t^2<x^2,
|t^2-x^2|=x^2-t^2
当x=x^2
|t^2-x^2|=t^2-x^2
其次,利用定积分在有限区间的可加性。定积分在[0,1]区间上的值=定积分在[0,x]和[x,1]区间上值的和。
f(x)=(x^2-t^2)dt在[0,x]上的积分+(t^2-x^2)dt在[x,1]上的积分。

令t=√(1-x) 则0≤t≤√2, t²=1-x ,x=1-t²
所以y=(1-t²)+t=-(t²-t)+1=-(t²-t+1/4)+1+1/4=-(t-1/2)²+5/4
y是t的二次函数,对称轴t=1/2,左侧递增,右侧递减
t=0时,即x=1时,y=1;t=1/2,即x=3/4时,ymax=5/4,;t=√2,即x=-1时,y=√2-1
∴当t=1/2时,即x=3/4时,y取得最大值ymax=5/4
当t=√2,即x=-1时,y取得最小值,ymin=√2-1

你的这个问题反映了我们在讲解最大值、最小值求解时,对最值问题的性质讲解得不透。最值问题主要是要找出可疑点,然后比较可疑点的函数值,最大者为最大值,最小者为最小值,而可疑点则包括:闭区间的端点、驻点、一阶导数不存在点以及分段函数的分段点。
本题x=1和x=2作为分段点,并无必要判断其是否可导,直接将其纳入可疑点即可。
除分段函数的分段点以外的一阶导数不存在点相对容易判断。

答:画不了图的时候,你可以把分段函数求导,然后把临界点的自变量代入进去,
看看临界点处的导数值(即两端斜率)是不是一致的,如果是一致的就可导,
如果不是一致的就不可导。

比如例题:
-3<=x<=1或者2<=x<=4时,f(x)=x²-3x+2,f'(x)=2x-3,f'(1)=-1,f'(2)=1;
1<=x<=2时,f(x)=-x²+3x-2,f'(x)=-2x+3,f'(1)=1,f'(2)=-1.
你可以发现,临界点两端的导数值是不是一样的,因此1和2是不可导的。

求函数的最大最小值,有导数法、配方法、判别式法等等,需要根据具体的情况选择较简单的方法。

导数存在的前提是“左导数=右导数”,
在点1处,此题中函数f(x)的导函数当x<1时为f(x)=2x-3,当1<x<2时为f(x)=-2x+3,所以在点1处左导数为-1,右导数为+1,故在此处不可导。
因此不需要画图,只要按照变量区间写出函数和导函数的表达式来,就可以判断在哪些点是否可导的。

函数去掉绝对值就没有不可导点,不可导点的值为0;


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