当前课程知识点:微积分I >  第四章 中值定理与导数的应用 >  4.3 函数的单调性与极值 >  4.3.4 函数的极值--第二判定法

返回《微积分I》慕课在线视频课程列表

4.3.4 函数的极值--第二判定法在线视频

下一节:4.4.1 连续函数最值求法

返回《微积分I》慕课在线视频列表

4.3.4 函数的极值--第二判定法课程教案、知识点、字幕

同学们好

前面我们学习了

利用函数的一阶导数判定极值的方法

也称为一阶导数法

今天我们继续学习

用二阶导数来判定函数极值的方法

称为二阶导数法

下面利用函数的二阶导数

我们给出如下判定法

设函数f(x)在它的驻点x₀处二阶可导

(1) 如果f''(x₀)>0

则x₀为极小值点

(2) 如果f''(x₀)<0

则x₀为极大值点

(3) 如果f''(x₀)=0

则无法判断

这个定理告诉我们

只需要看驻点处的二阶导数符号

就可以判定函数的极值

这个方法也称为二阶导数非零法

它的优点是不需要看驻点处两侧的导数符号

只看此点的二阶导数即可

从做题的步骤上讲

要简洁一些

但它也有两个缺点

一 是当二阶导数等于零时

二是当二阶导数不存在时

无法判定函数在此点是不是极值点

需要用其他手段进一步判定

至于它的正确性

可以这样理解

比如当f''(x₀)>0时

意味着一阶导数在此点处

处于单调增加的状态

既然x₀点是驻点

那就有f'(x)=0

这样就说明在x₀左侧一阶导数是负的

在x₀右侧一阶导数是正的

据第一判别法

一阶导数左负右正

此点为极小值点

当f''(x₀)<0时

可以做同样的分析

对于第三种情况

当f''(x₀)=0时

我们举例说明即可

比如y=x³与y=x⁴

二者在x=0处的二阶导数都为零

一个是极值点

一个不是极值点

定理的严格数学证明

可以按照上面的分析思路

用数学语言严格写出的即可

这里不再给出

下面看一个例子

求函数f(x)=x³-3x²-9x+5的极值

我们先求出函数的导数

f'(x)=3x²-6x-9=3(x+1)(x-3)

令f'(x)=0 得驻点x₁=-1 x₂=3

继续求二阶导数

f''(x)=6x-6

因为f''(-1)=-12<0

故f(-1)=10是极大值

f''(3)=12>0

故f(3)=-22是极小值

可以看出

如果只是求函数的极值点

这个方法要比第一判定法要简洁一些

但是第一判别法有个好处

就是不仅得到了函数的极值点

同时也得到了函数的单调区间

而且第一判别法

对二阶导数不存在的点仍然适用

我们再看例2

求函数f(x)=sinx+cosx

在[0,2π]上的极值

先求函数的导数

f'(x)=cosx-sinx

令f'(x)=0得驻点x₁=π/4 x₂=5π/4

再求二阶导数

f''(x)=-sinx-cosx

因为f''(π/4)=-√2<0

故f(π/4)=√2是极大值

f''(5π/4)=√2>0

故f(5π/4)=-√2是极小值

最后

我们看一个隐函数的例子

设函数y=y(x)由方程2y³-2y²-2xy-x²=1所确定

试求y=y(x)的驻点

并判断它是否为极值点

解 两边关与x求导得

3y²y'-2yy'+y+xy'-x=0

令y'=0 得y=x

代入原方程得

2x³-x²=1

化为2(x³-1)-(x²-1)=0

解得唯一驻点x=1

对(1)式再求导得

(3y²-2y+x)y''+(6y-2)y'²+2y'-1=0

将x=1 y(1)=1 y'=0代入得

y''=1/2>0

可见x=1是隐函数y=y(x)的极小值点

最后我们小结一下

比较两种判定法 各有优缺点

在实际使用中

请大家灵活应用

今天就讲到这里

谢谢

微积分I课程列表:

导言 课程介绍

-微积分简要介绍

第一章 函数

-1.1 预备知识

--1.1.1 实数简介

--1.1.2本节作业

-1.2 函数的概念

--1.2.1 函数的概念

--1.2.2 本节作业

-1.3 函数的基本特性

--1.3.1 函数的几个特性

--1.3.2 本节作业

-1.4 反函数与复合函数

--1.4.1 反函数与复合函数

--1.4.2 本节作业

-1.5 基本初等函数与初等函数

--1.5.1 基本初等函数与初等函数

--1.5.2 本节作业

-1.6 经济学中几个常见的函数

--1.6.1 经济学中常见的几个函数

--1.6.2 本节作业

-第一章单元练习

--习题训练

--数学实验一 函数图形

第二章 极限与连续

-2.1 数列的极限

--2.1.1 数列极限的描述性定义

--2.1.2 数列极限的分析定义

--2.1.3 本节作业

-2.2 函数的极限

--2.2.1 函数在无穷远处的极限定义

--2.2.2 函数在一点处的极限定义

--课堂思考

--2.2.3 函数在一点处的单侧极限定义

--2.2.4 本节作业

-2.3 无穷小量与无穷大量

--2.3.1 无穷小量的定义及其性质

--2.3.2 无穷小量阶的比较

--课堂思考

--2.3.3 无穷大量的定义

--2.3.4 本节作业

-2.4 极限的性质

--2.4.1 极限的几个性质

--2.4.2 极限的四则运算法则

--课堂思考

--2.4.3 极限的四则运算法则的应用

--2.4.4 本节作业

-2.5 两个重要极限

--2.5.1 极限存在的两个准则(单调有界及两边夹)

--2.5.2 第一重要极限

--2.5.3 第一重要极限应用

--课堂思考(一)

--2.5.4 第二重要极限

--2.5.5 第二重要极限应用

--2.5.6 连续复利模型介绍

--课堂思考(二)

--2.5.7 常见等价无穷小量

--2.5.8 等价无穷小量的代换求极限

--2.5.9 本节作业

-2.6 函数的连续性

--2.6.1 函数连续的定义

--2.6.2 第一类间断点

--2.6.3 第二类间断点

--课堂思考

--2.6.4 连续函数的四则运算与复合运算性质及应用

--2.6.5 最值定理及介值定理

--2.6.6 本节作业

-第二章单元练习

--习题训练

--数学实验二 求极限

第三章 导数与微分

-3.1 导数的概念

--3.1.1 导数定义的引例

--3.1.2 导数的定义

--3.1.3 导数的几何意义

--课堂思考(一)

--3.1.4 可导与连续的关系

--3.1.5 利用定义求函数的导数

--3.1.6 分段函数的导数

--课堂思考(二)

--3.1.7 本节作业

-3.2 求导法则

--3.2.1 导数的四则运算(1)

--3.2.2 导数的四则运算(2)

--课堂思考(一)

--3.2.3 反函数的导数

--3.2.4 复合函数的求导法则

--3.2.5 复合函数的求导示例

--课堂思考(二)

--3.2.6 隐函数的导数

--3.2.7 对数求导法

--课堂思考(三)

--3.2.8 本节作业

-3.3 高阶导数

--3.3.1 高阶导数

--3.3.2 几个常见函数高阶导数

--3.3.3 本节作业

-3.4 函数的微分

--3.4.1 微分的定义

--3.4.2 微分与导数的关系

--3.4.3 微分的几何意义

--课堂思考(一)

--3.4.4 微分的四则运算

--3.4.5 微分的复合运算规则

--3.4.6 微分的复合运算规则的应用

--课堂思考(二)

--3.4.7 微分的应用近似计算

--3.4.8本节作业

-3.5 导数与微分的简单应用

--3.5.1 边际分析

--3.5.2 弹性分析

--3.5.3 经济学中常见的几个弹性

--3.5.4本节作业

-第三章单元练习

--习题训练

--数学实验三 求导数

第四章 中值定理与导数的应用

-4.1 中值定理

--4.1.1 费马引理

--4.1.2 罗尔中值定理

--4.1.3 罗尔中值定理的应用

--课堂思考(一)

--4.1.4 拉格朗日中值定理

--4.1.5 拉格朗日中值定理的应用

--4.1.6 柯西中值定理

--课堂思考(二)

--4.1.7 本节作业

-4.2 洛必达法则

--4.2.1 洛必达法则--0/0型

--4.2.2 洛必达法则--∞/∞型

--课堂思考

--4.2.3 洛必达法则--其他型

--4.2.4 本节作业

-4.3 函数的单调性与极值

--4.3.1 函数的单调性判定

--4.3.2 函数的单调性应用

--课堂思考(一)

--4.3.3 函数的极值--第一判定法

--4.3.4 函数的极值--第二判定法

--课堂思考(二)

--4.3.5 本节作业

-4.4 函数的最值及应用

--4.4.1 连续函数最值求法

--4.4.2 最值的应用

--4.4.3 本节作业

-4.5 函数曲线的凹凸性与拐点

--4.5.1 函数的曲线的凹凸性的定义

--4.5.2 函数的曲线的凹凸性的判定

--课堂思考

--4.5.3 拐点的定义及其求法

--4.5.4 本节作业

-4.6 函数的微分法作图

--4.6.1 函数曲线的水平渐近线

--4.6.2 函数曲线的竖直渐近线

--4.6.3 函数曲线的斜渐近线

--课堂思考

--4.6.4 微分法作图

--4.6.5 本节作业

-第四章单元练习

--习题训练

--数学实验四 求函数最值

第五章 不定积分

-5.1 不定积分的概念与性质

--5.1.1 原函数的概念

--5.1.2 不定积分的概念及性质

--5.1.3 基本初等函数的积分公式

--5.1.4 本节作业

-5.2 换元积分法

--5.2.1 第一换元积分法(一)

--5.2.2 第一换元积分法(二)

--课堂思考(一)

--5.2.3 第二换元积分法(一)

--5.2.4 第二换元积分法(二)

--课堂思考(二)

--5.2.5 本节作业

-5.3 分部积分法

--5.3.1 分部积分法

--课堂思考

--5.3.2 本节作业

-5.4 有理函数的积分

--5.4.1 真分式的分解

--5.4.2 最简分式的积分

--5.4.3 本节作业

-第五章单元练习

--习题训练

--数学实验五 求不定积分

拓展阅读

-1 函数建模应用

-2 极限建模应用

-3 导数建模应用

-4 函数极值建模应用

-5 不定积分建模应用

4.3.4 函数的极值--第二判定法笔记与讨论

也许你还感兴趣的课程:

© 柠檬大学-慕课导航 课程版权归原始院校所有,
本网站仅通过互联网进行慕课课程索引,不提供在线课程学习和视频,请同学们点击报名到课程提供网站进行学习。