📜  增加和减少间隔

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:54:12.745000             🧑  作者: Mango

增加和减少间隔

导数是衡量变量变化率的方法。当谈到函数和微积分时,导数为我们提供了大量关于函数形状和图形的信息。它们提供有关函数增加或减少的区域的信息。它们对于找出函数获得的最大值和最小值也很有用。通过从导数中收集的信息绘制函数的图形可以帮助我们找出有关函数行为的极限和其他信息。

衍生品

导数是函数上的一个点,它为我们提供了函数在该特定点的变化率的度量。从几何上讲,它们为我们提供了有关该点切线斜率的信息。此信息可用于找出函数增加或减少的区间或区域。一旦知道了这样的间隔,就不太难找出函数图中的山谷和山丘。下图显示了函数f(x) 及其增加和减少的区间。

增加和减少间隔

目标是在不查看函数图的情况下识别这些区域。为此,让我们看一下这些区域中函数的导数。这些导数只不过是该曲线上切线的斜率这一事实已经确定。下图显示了这条曲线上不同点的切线斜率。

请注意,在函数减小的区域中,曲线的斜率对于函数增加的区域实际上是负值和正值。峰谷处的斜率为零。所以,正式地说。

关键点

在上图中,请注意函数何时从减少到增加或从增加到减少。有山谷或山峰。这些谷和峰是函数的极值点,因此称为极值。从图中可以很明显地看出,在这些点上,函数的导数变为零。该函数在这些点处达到其最小值和最大值。

上图中,存在三个极值,其中两个是极小值,但只有一个全局极大值和全局极小值。所以在形式上,

识别递增和递减区间

从上图中可以清楚地看出,函数的每个极值都是其导数改变符号的点。也就是说,函数要么从增加变为减少,反之亦然。在寻找函数增加或减少的区域时,必须环顾极端情况。对于任何函数f(x) 和给定的区间,需要遵循以下步骤来找出这些区间:

  1. 检查函数在给定区间内是否可微且连续。
  2. 求解方程 f'(x) = 0,这个方程的解给了我们极值。
  3. 对于极值点 x = c,查看该点附近的区域并检查导数的符号以找出函数增加或减少的区间。

让我们看一些与这些概念相关的示例问题。

示例问题

问题1:对于给定的函数,判断它在区域[-1,1]中是增加还是减少

f(x) = e x

解决方案:

问题2:对于给定的函数,判断它在区域[2,4]中是增加还是减少

f(x) = x 2 – x – 4

解决方案:

问题 3:找到给定函数增加或减少的区域。

f(x) = 3x + 4

解决方案:

问题 4:找出给定函数增加或减少的区域。

f(x) = x 2 + 4x + 4

解决方案:

问题 5:找出给定函数增加或减少的区域。

f(x) = x 2 + 3x

解决方案:

问题 6:找出给定函数增加或减少的区域。

f(x) = e x + e -x

解决方案: