高等数学:第三章 微分中值定理与导数的应用(6)最小值与最大值问题

§3.6  最小值与最大值问题

一、闭区间上连续函数的最值

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综上讨论,函数取得最值的点只能是区间的端点或开区间内导数为零、导数不存在的点。计算函数在这些点处的函数值,比较它们的大小就可得到函数的最值。

例1求函数上的最值。

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二、非闭区间上定义的函数最值

对于非闭区间上定义的函数,它有可能存在着最值也有可能不存在着最值,这就给求函数最值带来了困难。

探讨函数最值,可先求函数的可疑极值点(驻点,导数不存在的点),并讨论由这些点所形成的区间上函数的单调性,再利用函数的性态来判断函数在这些可疑点处是否有最值。

下面以例子来说明具体求法。

例2求函数 在定义区间 上的最值。

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例3求函数的最值。

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三、实用最值应用问题

利用求函数的最值来处理实际问题,有如下几个步骤:

1、据实际问题列出函数表达式及它的定义区间;

2、求出该函数在定义区间上的可能极值点(驻点和一阶导数不存在的点);

3、讨论函数的单调性,确定函数在可能极值点处是否取得最值。

例4试求单位球的内接圆锥体体积最大者的高,并求此体积的最大值。

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解:设球心到锥底面的垂线长为,则圆锥的高为,圆锥面底面半径为,圆锥体积为

,得驻点

上,,函数单增;

上,,函数单减,

是函数的最大值点,是函数的最大值。

于是最大的体积为,此时的高为

 

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