易错点

只比极值忘了端点

在闭区间(或带端点的区间)上求最值,只把 f′=0f'=0 解出来的极值比一比就下结论——端点没算。最大值经常恰恰在端点上。

错在哪

常见写法:

f′(x)=0f'(x)=0 得 x=x1,x2x=x_1,x_2,比较 f(x1)f(x_1) 与 f(x2)f(x_2),得最大值为 f(x2)f(x_2)。

极值是「跟身边比」的局部概念,最值是「跟全区间比」的整体概念。 区间端点处 f′f' 不必为零 (那里只有单边可比),所以它永远不会出现在 f′=0f'=0 的解里——但它照样是候选。

一个一眼可见的例子

f(x)=(x−2x−1)e−xf(x)=\left(x-\sqrt{2x-1}\right)e^{-x} 在 [12,+∞)\left[\frac12,+\infty\right) 上, f′=0f'=0 只给出 x=1x=1 与 x=52x=\frac52,对应的值是 00 与 12e−5/2≈0.041\frac12e^{-5/2}\approx0.041。 只比这两个数,会得出「最大值 ≈0.041\approx 0.041」。

但左端点 x=12x=\frac12 处 f(12)=12e−1/2≈0.303f\left(\frac12\right)=\frac12e^{-1/2}\approx0.303, 是那个「极大值」的七倍还多。真正的最大值在端点上。

怎么避免

  • 列候选时写成一句口诀:驻点 + 不可导点 + 端点,三类一个都不能少。
  • 区间右端是 +∞+\infty(或某个开端点)时,端点值换成极限值,并且注明取不取得到。
  • 画一张草图。三段「减、增、减」的形状一摆出来,最高点在最左边这件事是看得见的。

学它之前先会

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共 8 道题考到本条。