极大值(maximum)即变量或函数的最高值。函数f(x)在x0点的某个邻域(x0-δ,x+δ)内的一切点有f(x0)≥f(x)成立,则f(x)称为在x0有极大值。
定义
一般的,设函数f(x)在点x0附近有定义,
(1)如果对x0附近的所有点,都有f(x)
(2)如果对x0附近的所有点,都有f(x)>f(x0),则f(x0)是函数f(x)的一个极小值,如图2所示;
(3)函数的极大值与极小值统称为极值。(极值即波峰波谷处的值——不一定是最大值或最小值)
(4)使得函数取得极值的点x0称为极值点。使得函数取得极大值的点x0称为极大值点;使得函数取得极小值的点x0称为极小值点。
数值区别
极大值和最大值的区别
注意
需要注意以下几点:
(1)极大值、极小值是一个局部概念。由定义,极大值、极小值只是某个点的函数值与它附近点的函数值比较是最大或最小,并不意味着它在函数的整个的定义域内最大或最小,因此,极大值、极小值不同于最大值、最小值。
(2)函数的极值不是唯一的,即一个函数在某区间上或定义域内极大值或极小值可以不止一个。
(3)极大值与极小值之间无确定的大小关系,即一个函数的极大值未必大于极小值,极小值也未必小于极大值。
(4)函数的极值点一定出现在区间的内部,区间的端点不能成为极值点,而使函数取得最大值、最小值的点可能在区间的内部,也可能在区间的端点。
求极大值
对于单变量函数,有如下求极大值的方法。
对于连续可导的函数
对于可导函数f(x),判别f(x)是否有极大值的步骤如下:
1)求导数 f′(x);
2)求 f(x)的驻点,即求 f′(x)=0 的根;
3)检查 f′(x)在驻点左右的符号,如果在驻点左侧附近为正,右侧附近为负,那么函数y=f(x)有极大值,且在这个驻点处取得极大值;否则,函数f(x)无极大值。
对于不连续函数
某些不连续的函数在
间断点处无法
求导,但仍可能为极大值或极小值,具体情况需具体分析。即可先求出f'(x)=0的根和f'(x)无意义的点,这些点都称为可疑点,再用定义去判断。 例如:f(x)=|x|在x=0的导数是不可取的。