微积分1:如何通过绘制微分方程来找到局部最小值

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例子问题

问题1:局部最小值

的方程,绘制函数图,并确定局部最小值的位置。

可能的答案:

最低的

最小值在而且

局部最小值在而且

没有最低。

最低的

正确答案:

最低的

解释

通过画出方程,我们可以看到在,曲线在这个点附近继续向两个方向上升,所以这一定是局部最小值。我们还知道图形在两个方向上都无限上升,所以这一定是唯一的局部最小值。

另一种识别局部极小值的方法是对函数求导并使其为零。

利用幂次法则,

我们发现导数是,

从这里我们将导数设为零并解出x,通过这样做,我们将确定函数的临界值

现在我们代入x值并在原始方程中找到对应的y值。我们还会代入一个比临界值小的x值和一个比临界值大的x值来确认我们得到的是局部极小值还是最大值。

因为两个x值的y值都比对应的y值大我们知道最小值在

问题1:局部最小值

求函数的局部最小值。

可能的答案:

这些

正确答案:

解释

函数的导数为0的点称为临界点。它们要么是局部最大值,要么是局部最小值,要么不存在。的导数.函数的导数是

我们现在必须把它设为零,然后因式求解。

现在我们必须把临界点左右的点代入导数函数来求局部最小值。

这意味着函数会一直增长,直到x=2,然后下降,直到x=4,然后再次开始增长。这使得x=4是局部最小值

问题2:局部最小值

找到以下函数的局部最小值的坐标。

可能的答案:

这些

正确答案:

解释

函数的局部最大值和最小值是函数切线的斜率为0的地方。要求这条切线的斜率,必须先求导数。然后我们必须让ot = 0,然后解。的导数

临界点在以上两点。为了找到最小值,我们必须把两者都代回原来的函数。

因此,局部最小值在x=-2处。

问题1:微分方程

已知函数.求函数的最小值。

可能的答案:

正确答案:

解释

要找到函数的最小值,首先要找到函数的临界点,或者说导数为零的点。用幂次法则求导数:

将幂次法则应用于给定的方程,注意第一项和第二项中的常数:

然后检查临界点是最大值,最小值,还是拐点通过求二阶导数,再次使用幂法则。

因为二阶导数是正的,临界点是一个最小值。

为了找到最小值出现的点,代入回到原来的方程,解出来

因此,最小值为

问题1:局部最小值

一个函数由方程给出

通过导数的图像,这值对应于本地最小值?

可能的答案:

正确答案:

解释

函数的局部最小值可以通过求导和作图得到。与x轴相交的点下面给出找到局部最小值的x位置。求导:

导数曲线如下图所示:

第八题

如图所示,在x = -4处找到了局部最小值。

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