题15

题目

[!question]+
已知函数 求 ,并求 的极值.

分析

[!NOTE]+

解

[!done]-
解 是一个分段函数. 是分界点. 分别计算 时与 时的 .

当 时,

当 时,

计算 .

由 的定义知 .

的右导数不存在,故 在 处不可导.

因此,

考察 的极值,需分别考察 的驻点与不可导点.

令 . 当 时,解得 . 当 时,解得 . 加上不可导点 ,这三个点将 分为 4 个区间.

当 时, 单调减少.

当 时, 单调增加.

当 时, 单调减少.

当 时, 单调增加.

注意到 在 处连续. 于是,根据极值的第一充分条件, 和 是 的极小值点,极小值分别为 和 是 的极大值点,极大值为 .

的单调性与极值可整理如下.

0不存在0
单调减少极小值单调增加极大值单调减少极小值单调增加

注 在说明 是 的极大值点时,考察 在 处的连续性是有必要的. 如果 在 处不连续,那么即便 在 的左侧邻域单调增加,右侧邻域单调减少,也不能保证 是 的极大值点. 例如