7.2 Stationary Points

练习题

Exercise 7B - 驻点与最值

请完成以下题目,必要时使用二阶导或左右梯度法。提示可展开,参考答案见页面底部。

1

最小值

求下列函数的最小值:

a) \(f(x)=x^{2}-12x+8\) b) \(f(x)=x^{2}-8x-1\) c) \(f(x)=5x^{2}+2x\)

你的答案

令 \(f'(x)=0\) 得驻点,再以 \(f''(x)>0\) 判极小。

2

最大值

求下列函数的最大值:

a) \(f(x)=10-5x^{2}\) b) \(f(x)=3+2x-x^{2}\) c) \(f(x)=(6+x)(1-x)\)

你的答案

二次函数可配方;或用一阶导零点与二阶导符号判定。

3

驻点坐标与性质

求梯度为零点的坐标并判定性质:

a) \(y=4x^{2}+6x\) b) \(y=9+x-x^{2}\) c) \(y=x^{3}-x^{2}-x+1\)

d) \(y=x(x^{2}-4x-3)\) e) \(y=x+\tfrac{1}{x}\) f) \(y=x^{2}+\tfrac{54}{x}\)

g) \(y=x-3\sqrt{x}\) h) \(y=x^{\tfrac{1}{2}}(x-6)\) i) \(y=x^{4}-12x^{2}\)

你的答案

注意定义域(如 e,f,g,h),必要时分段分析;\(f''(x)\) 更高效。

答案与解析(提要)

第1题

a) 驻点 \(x=6\),\(f(6)=-28\),极小。

b) 驻点 \(x=4\),\(f(4)=-9\),极小。

c) 驻点 \(x=-\tfrac{1}{5}\),\(f(-\tfrac{1}{5})= -\tfrac{1}{5}\),极小。

第2题

a) 顶点在 \(x=0\),\(f(0)=10\),极大。

b) 顶点在 \(x=1\),\(f(1)=4\),极大。

c) 展开配方或求导,顶点在 \(x=\tfrac{5}{2}\),\(f=\tfrac{49}{4}\),极大。

第3题

示例:i) \(y'=4x^{3}-24x=4x(x-\!\,\!\,\!\,6)(x+\!\,\!\,\!\,6)\) 得 \(x=0,\pm \sqrt{6}\);\(y''=12x^{2}-24\) 判定:\(x=0\) 极大,\(x=\pm\sqrt{6}\) 极小。