高い点または低い点での関数はどこですか? 微積分は助けることができます!
最大値は高い点で、最小値は低い点です:
滑らかに変化する関数では、最大値または最小値は常に関数が平坦になる場所です(鞍点を除く)。
それはどこで平らになるのですか? 勾配がゼロである場合。
勾配はどこでゼロですか? デリバティブは私たちに教えてくれます!
例で右に飛び込みましょう:
例:ボールが空中に投げられる。 いつでもその高さtは次のように与えられます。
h=3+14t−5t2
その最大の高さは何ですか?
導関数を使用して、その関数の傾きを見つけることができます:
h=0 + 14 − 5(2t)
=14−10t
(その導関数をどのように見つけたかについては、この例の下を参照してください。)
傾きがゼロのときを見つける:
傾きはt=1.4秒でゼロ
そのときの高さは
だから:
最大の高さは12.8mです(t=1.4sで)
デリバティブに関する簡単な復習
デリバティブは基本的に関数の傾きを見つけます。
前の例では、
h=3+14t−5t2
となり、この導関数を考え出しました:
h=0 + 14 − 5(2t)
=14−10t
これは、いつでも関数の傾きを示しますt
私たちはこれらの派生規則を使用しました:
- 定数値(3など)の傾きは0
- 2xのような線の傾きは2なので、14tの傾きは14
- t2のような正方形関数の傾きは2tなので、5t2の傾きは5(2t)
- : 0 + 14 − 5(2トン)
それが最大(または最小)であることをどのように知っていますか?
グラフで見ました! しかし、それ以外の場合。.. デリバティブは再び救助に来る。
勾配の導関数(元の関数の二次導関数)を取る:
14−10tの導関数は-10
これは、勾配が継続的に小さくなっていることを意味します(-10):左から右へ:
小さくなる(そして0になる)傾きは最大を意味します。 2830>
これは二次微分検定と呼ばれます
上のグラフでは前後の傾きを示しましたが、実際には傾きがゼロの時点で検定を行います:
二次微分検定
関数の傾きがxでゼロで、xでの二次導関数が次のようになるとき、次のようになります。:
- 0より小さい場合、0より大きいローカル最大値
- 0に等しいローカル最小値
- テストは失敗します(ただし、他の方法がある可能性があります)
“二次導関数:0未満が最大値、0より大きいが最小値”
例:のための最大値と最小値を求める:y=5×3+2×2−3x
導関数(傾き)は次のとおりです:
y=15×2+4x− 3
これはゼロを持つ二次である:
- ×= -3/5
- x= +1/3
彼らは最大値または最小値である可能性がありますか? (まだグラフを見てはいけません!2830>
二次導関数は、xにおいてy”=30x+4
です。= -3/5:
です= +1/3:
です(グラフを見ることができます。)
単語
高い点は最大値(複数形の最大値)と呼ばれます。
低い点は最小値(複数形の最小値)と呼ばれます。
最大値または最小値の一般的な単語は、極値(複数形極値)です。
他の場所に高い(または低い)点があるかもしれないが、近くにない場合、局所的な最大値(または最小値)と言います。
もう一つの例
例:最大値と最小値を求める:
y=x3−6×2+12x−5
導関数は次のとおりです:
y=3×2−12x+ 12
x=2
でゼロが1つだけの二次式はどれですか?2次導関数は、x=2でy”=6x−12
です。
そしてここに理由があります:
それは鞍点です。.. 傾きはゼロになりますが、最大値でも最小値でもありません。
は微分可能でなければならない
そして重要な技術的な点があります:
関数は微分可能でなければなりません(微分はその定義域の各点に存在しなければなりません)。
例:関数f(x)=|x|(絶対値)はどうですか?
|x|次のようになります: |
x=0では、それは非常に先のとがった変化を持っています!
実際、そこでは微分可能ではありません(微分可能なページに示されているように)。
したがって、絶対値関数にこのメソッドを使用することはできません。
関数も連続でなければなりませんが、微分可能な関数も連続であるため、それについて心配する必要はありません。