在点x=e处的函数值f(e)比它在x=e附近其他点的函数值都大,f′(e)=0;在x=e附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0.
小结 思考1中点d叫做函数y=f(x)的极小值点,f(d)叫做函数y=f(x)的极小值;点e叫做函数y=f(x)的极大值点,f(e)叫做函数y=f(x)的极大值.极大值点、极小值点统称为极值点,极大值和极小值统称为极值.
思考2 函数的极大值一定大于极小值吗?在区间内可导函数的极大值和极小值是唯一的吗?
答 函数的极大值与极小值并无确定的大小关系,一个函数的极大值未必大于极小值;在区间内可导函数的极大值或极小值可以不止一个.
思考3 若某点处的导数值为零,那么,此点一定是极值点吗?举例说明.
答 可导函数的极值点处导数为零,但导数值为零的点不一定是极值点.可导函数f(x)在x0处取得极值的充要条件是f′(x0)=0且在x0两侧f′(x)的符号不同.
例如,函数f(x)=x3可导,且在x=0处满足f′(0)=0,但由于当x<0和x>0时均有f′(x)>0,所以x=0不是函数f(x)=x3的极值点.
例1 求函数f(x)=x3-4x+4的极值.
解 f′(x)=x2-4.
解方程x2-4=0,得x1=-2,x2=2.
由f′(x)>0,得x<-2或x>2;
由f′(x)<0,得-2 当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表: x
(-∞,-2)
-2
(-2,2)
2
(2,+∞)
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
单调递增↗
单调递减↘
-
单调递增↗
由表可知:当x=-2时,f(x)有极大值f(-2)=; 当x=2时,f(x)有极小值f(2)=-. 反思与感悟 求可导函数f(x)的极值的步骤: (1)确定函数的定义区间,求导数f′(x); (2)求方程f′(x)=0的根; (3)用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干个小开区间,并列成表格.检测f′(x)在方程根左右两侧的值的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值;如果左右不改变符号,那么f(x)在这个根处无极值.