成考函数极值的计算方法主要遵循以下步骤,结合导数法、二阶导数法及边界点检查:
一、核心步骤
求导数 计算函数的一阶导数 $f'(x)$,导数为零的点称为临界点。
找临界点
解方程 $f'(x) = 0$,得到可能的极值点。例如:$f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x$,导数 $f'(x) = 3x^2 - 12x + 9 = 0$,解得 $x = 1$ 或 $x = 3$。
判断极值类型
- 一阶导数法:
检查临界点左右导数符号变化。若左正右负则为极大值,左负右正则为极小值。 - 二阶导数法:计算二阶导数 $f''(x)$,若 $f''(x_0) > 0$ 为极小值,$f''(x_0) < 0$ 为极大值。
考虑定义域边界
若函数在闭区间上,需比较临界点与边界点处的函数值,确定全局最值。
二、示例解析
以 $f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x$ 为例:
一阶导数 $f'(x) = 3x^2 - 12x + 9 = 3(x-1)(x-3)$,临界点为 $x = 1$ 和 $x = 3$。- 二阶导数 $f''(x) = 6x - 12$,$f''(1) = -6 < 0$(极大值),$f''(3) = 6 > 0$(极小值)。- 最终极值分别为 $f(1) = 4$(极大值)和 $f(3) = 0$(极小值)。
三、注意事项
仅适用于可导函数,不可导函数需特殊处理。- 多元函数需结合 Hessian 矩阵判断驻点类型。