3 MATLAB在一类极值问题中的应用
3.1 MATLAB在一元函数极值中的应用
定义 设函数在 在点 的某邻域 内有定义,如果对于去心邻域 内的任一 ,有 (或 ),
那么称是 函数 的一个极大值(或极小值).源'自:751-'论/文'网"www.751com.cn
函数的极大值与极小值统称为函数的极值,使函数取得极值的点称为极值点.
函数的极大值和极小值概念是局部的,如果是 函数 的一个极大值,那只是就 附近的一个局部范围来说, 是 的一个最大值;如果就 的整个定义域来说, 不见得是最大值.关于极小值也是类似的.
有关极值的充分必要条件有如下定理 .
定理1(必要条件)设函数 在 处可导,且在 处取得极值,那么 .
定理2 (第一充分条件)设函数 在 处连续,且在 的某去心邻域 内可导.
(1)若 时, ,而 时, ,则 在 处取得极大值;
(2) 若 时, ,而 时, ,则 在 处取得极小值;
(3) 若 时, 的符号保持不变,则 在 处没有极值.
定理3 (第二充分条件)设函数 在 处具有二阶导数且 , ,那么
(1)当 时,函数 在 处取得极大值;
(2)当 时,函数 在 处取得极大值.
例1 求函数 在区间 内的极小值与极大值.
分析 先求一阶导数 ,
令 , 求出所有的驻点 ,
二阶导数 ,
当 时, , 即函数在 处取得极大值为 ;
当 时, ,即函数在 处取得极小值为 .
用MATLAB程序:
syms x %定义自变量%