高等数学强化2:一元函数微分学 中值定理 极值点 拐点

本文详细探讨了微积分中的四大中值定理及其相互联系,阐述了函数极值与导数的关系,指出在寻找极值点时需关注导数为0的点和导数不存在的点。同时,解释了拐点的概念,并提供了处理非齐次微分方程的辅助函数构造方法。最后,通过几何方法和拉格朗日中值定理解决相关问题。

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1.四大中值定理:

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4个定理之间的联系:

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2.极值与最值

函数可导,极值点一定是驻点。
若不可导,极值点、驻点没有必然联系。
找极值,要在导数为0的点或导数不存的的点进行查找。
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3.拐点

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零点,驻点,极值点指的都是函数y=f(x)的一个横坐标x0x_{0}x0,而拐点指的是函数y=f(x)图像上的一个点(x0,f(x0))(x_{0},f(x_{0}))(x0,f(x0))

3.中值定理

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齐次情况:

形如f′′(x)+af′(x)+bf(x)=0f^{''}(x)+af^{'}(x)+bf(x)=0f(x)+af(x)+bf(x)=0的问题辅助函数构造:
需要消掉常数C1C_{1}C1C2C_{2}C2
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h′(x)+p(x)h(x)=0h^{'}(x)+p(x)h(x)=0h(x)+p(x)h(x)=0之类的函数可以构造辅助函数:
G(x)=h(x)e∫p(x)dxG(x)=h(x)e^{\int p(x)dx}G(x)=h(x)ep(x)dx
在这里插入图片描述

非齐次情况

h′(x)+p(x)h(x)=q(x)h^{'}(x)+p(x)h(x)=q(x)h(x)+p(x)h(x)=q(x)之类的函数可以构造辅助函数:
G(x)=h(x)e∫p(x)dx−∫q(x)e∫p(x)dxdxG(x)=h(x)e^{\int p(x)dx}-\int q(x)e^{\int p(x)dx}dxG(x)=h(x)ep(x)dxq(x)ep(x)dxdx

有ξ、η\etaη两个未知变量

做法:通过几何找斜率之间的关系,然后运用拉格朗日中值定理解题:
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同样利用几何找斜率的关系,用拉格朗日

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将a+b变为具体值的变型:

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推广到n项:

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做法同上

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