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关于利用导数求函数绝对最小值及未学积分时比较临界点函数值的技术问题

关于利用导数求函数绝对最小值及未学积分时比较临界点函数值的技术问题

嘿,这个问题问得特别接地气——毕竟还没学积分的话,确实没法直接把导数还原成原函数来算具体值对吧?别担心,咱们完全可以用导数的符号变化和单调性来搞定这个事儿!

首先得回忆个核心知识点:导数的符号直接决定了原函数的走向:

  • f’(x) > 0时,原函数f(x)递增的;
  • f’(x) < 0时,原函数f(x)递减的。

咱们的思路就是:通过分析两个临界点之间(以及临界点两侧)导数的符号,搞清楚原函数在这两个点之间的变化趋势,就能直接比较f(-5)f(7)的大小了,具体操作分两步走:

  1. 比较两个临界点之间的函数变化
    找一个在-57之间的测试点(比如x=0就很方便),把它代入导数表达式里,算出导数的符号:

    • 如果f’(0) > 0,说明原函数在(-5,7)区间是递增的——那肯定f(-5) < f(7),毕竟从-5到7函数一直在往上走;
    • 如果f’(0) < 0,说明原函数在(-5,7)区间是递减的——那就是f(-5) > f(7),从-5到7函数一直在往下掉。
  2. 判断临界点是否为全局最小值(可选)
    要是你还想确认这两个点是不是整个定义域里的最小值,还可以看看临界点外侧的导数符号:

    • 比如在x < -5的区域选个测试点(比如x=-6),如果f’(-6) > 0,说明x<-5时函数递增,到x=-5后如果导数变负,那x=-5就是个极大值点;
    • 同理对x=7右边的点(比如x=8)做分析,如果f’(8) > 0,说明x>7时函数递增,那x=7就是个极小值点,自然它的函数值更低。

举个实际例子,假设导数是f’(x) = (x+5)(x-7)

  • 代入x=0f’(0) = 5*(-7) = -35 < 0,说明(-5,7)区间函数递减,所以f(-5) > f(7)
  • 再看x=-6f’(-6) = (-1)*(-13)=13>0,说明x<-5时函数递增,x=-5是极大值点;x=8f’(8)=13*1=13>0,说明x>7时函数递增,x=7是极小值点,显然f(7)更小。

总结一下:不用积分,只要靠导数符号判断单调性,就能轻松比较两个临界点的函数值大小,甚至能判断它们是极大还是极小值点~

备注:内容来源于stack exchange,提问作者user1145880

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