例題 1:區間上的全局極大值
求 f(x) = x e⁻ˣ 在 0 ≤ x ≤ 3 的最大值。
f′(x) = (1 − x)e⁻ˣf′(x) = 0得x = 1,而f″(1) = −e⁻¹ < 0,所以是極大f(1) = 1/e ≈ 0.368- 端點:
f(0) = 0,f(3) = 3e⁻³ ≈ 0.149
答案: 最大值為 1/e,在 x = 1 取得。
求極大或極小值時,先解 f′(x) = 0,再用一階或二階導數判別每個點的性質;若求區間上的全局極值,還須比較端點的函數值。變率就是對時間的導數。
f′(x) = 0f″ < 0:極大;f″ > 0:極小[a, b] 上的全局極值比較 f(a)、f(b) 及各駐點的函數值v = ds/dt, a = dv/dt求 f(x) = x e⁻ˣ 在 0 ≤ x ≤ 3 的最大值。
f′(x) = (1 − x)e⁻ˣf′(x) = 0 得 x = 1,而 f″(1) = −e⁻¹ < 0,所以是極大f(1) = 1/e ≈ 0.368f(0) = 0,f(3) = 3e⁻³ ≈ 0.149答案: 最大值為 1/e,在 x = 1 取得。
某群落在 t 天後的數目為 N = 500e⁰·²ᵗ。求 t = 5 時數目的增長率。
dN/dt = 500 × 0.2 × e⁰·²ᵗ = 100e⁰·²ᵗt = 5:dN/dt = 100e¹≈ 271.8答案: 每天約 272
f(a)、f(b) 作比較。f′(x) = 0 只找出可能的點。須寫明 f″ 的正負號,或 f′ 的變號情況,才可取得結論的分數。溫習方法:點擊以下任何題目,即時在坐標網格載入並核對計算步驟。