为什么函数在x=0的极值不存在呢?

如题所述

极值存在的第二充分条件是当一阶导数等于0,而二阶导数大于0时,为极小值点。当一阶导数等于0,而二阶导数小于0时,为极大值点。

具体证明过程如下。

证明:

因为对于函数y=f(x)。

设f(x)一阶可导,且y'=f'(x),二阶可导,且y''=f''(x)。且当x=x0时,f'(x0)=0。

那么当f''(x0)>0时,

而f''(x0)=lim(x→x0⁺)(f'(x)-f'(x0))/(x-x0)=f''(x0)=lim(x→x0⁻)(f'(x)-f'(x0))/(x-x0)>0。

当x→x0⁺时,x-x0<0,那么f'(x)-f'(x0)<0,即f'(x)<0。

当x→x0⁻时,x-x0>0,那么f'(x)-f'(x0)>0,即f'(x)>0。

那么可得x>x0时,f'(x)<0,则函数f(x)为减函数,x<x0时,f'(x)>0,则函数f(x)为增函数,所以可得f(x)在x=x0处取得极小值。

同理可证明函数y=f(x),当x=x0时,f'(x0)=0,f''(x0)<0时,f(x)在x=x0处取得极大值。

扩展资料:

1、二阶导数的性质

(1)判断函数极大值以及极小值。

结合一阶、二阶导数可以求函数的极值。当一阶导数等于0,而二阶导数大于0时,为极小值点。当一阶导数等于0,而二阶导数小于0时,为极大值点;当一阶导数和二阶导数都等于0时,为驻点。

(2)函数凹凸性。

设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内具有一阶和二阶导数,那么,

若在(a,b)内f''(x)>0,则f(x)在[a,b]上的图形是凹的。

若在(a,b)内f’‘(x)<0,则f(x)在[a,b]上的图形是凸的。

2、二阶导数的几何意义

如果一个函数f(x)在某个区间I上有f''(x)(即二阶导数)>0恒成立,那么在区间I上f(x)的图象上的任意两点连出的一条线段,这两点之间的函数图象都在该线段的下方,反之在该线段的上方。

参考资料来源:百度百科-二阶导数

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