• 为什么函数极值点的导数为零


    费马定理

    设 x 0 x_0 x0​是函数 f f f的一个极值点,如果 f ′ ( x 0 ) f'(x_0) f′(x0​)存在,则 f ′ ( x 0 ) = 0 f'(x_0)=0 f′(x0​)=0

    证明

    设 x 0 x_0 x0​为 f f f的极小值点,则 ∃ ρ > 0 \exist\rho>0 ∃ρ>0,使得当 ∣ x − x 0 ∣ < ρ |x-x_0|<\rho ∣x−x0​∣<ρ时,有
    f ( x ) ≥ f ( x 0 ) f(x)\geq f(x_0) f(x)≥f(x0​)

    于是当 x 0 < x < x 0 + ρ x_0x0​<x<x0​+ρ时,
    f ( x ) − f ( x 0 ) x − x 0 ≥ 0 \dfrac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0}\geq0 x−x0​f(x)−f(x0​)​≥0

    由于 f ′ ( x 0 ) f'(x_0) f′(x0​)存在,所以
    f ′ ( x 0 ) = f + ′ ( x 0 ) = lim ⁡ x → x 0 + f ( x ) − f ( x 0 ) x − x 0 ≥ 0 f'(x_0)=f'_+(x_0)=\lim\limits_{x\rightarrow x_0^+}\dfrac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0}\geq0 f′(x0​)=f+′​(x0​)=x→x0+​lim​x−x0​f(x)−f(x0​)​≥0

    而当 x 0 − ρ < x < x 0 x_0-\rhox0​−ρ<x<x0​时,
    f ( x ) − f ( x 0 ) x − x 0 ≤ 0 \dfrac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0}\leq 0 x−x0​f(x)−f(x0​)​≤0

    由于 f ′ ( x 0 ) f'(x_0) f′(x0​)存在,所以
    f ′ ( x 0 ) = f − ′ ( x 0 ) = lim ⁡ x → x 0 − f ( x ) − f ( x 0 ) x − x 0 ≤ 0 f'(x_0)=f'_-(x_0)=\lim\limits_{x\rightarrow x_0^-}\dfrac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0}\leq 0 f′(x0​)=f−′​(x0​)=x→x0−​lim​x−x0​f(x)−f(x0​)​≤0

    综上所述, f ′ ( x 0 ) ≥ = 0 , f ′ ( x 0 ) ≤ 0 f'(x_0)\geq=0,f'(x_0)\leq 0 f′(x0​)≥=0,f′(x0​)≤0,所以 f ′ ( x 0 ) = 0 f'(x_0)=0 f′(x0​)=0


    思路: 通过极值点在某个邻域内最大(最小),运用左导数 = = =右导数,证明 f ′ ( x 0 ) = 0 f'(x_0)=0 f′(x0​)=0

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/tanjunming2020/article/details/128103482