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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。
百度百科-二阶导数
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