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导数与函数的单调性

定理 .设函数y=f(x)[a,b]连续,在(a,b)可导,则:

(1)若在(a,b)f'(x)\ge 0,且等号仅在有限多个点处成立,那么函数y=f(x)[a,b]严格单调递增

(2)若在(a,b)f'(x)\le 0,且等号仅在有限多个点处成立,那么函数y=f(x)[a,b]严格单调递减

上述定理我们不进行严格证明,下面通过几何图形来进行直观的解释。如果y=f(x)[a,b]上各点的微分斜率都为正,如下图所示。因为微分是曲线线性近似,所以容易想象,此时y=f(x)[a,b]严格单调递增

mapython only code

增加有限的几个f'(x)=0的点并不影响y=f(x)[a,b]严格单调递增,如下图所示。

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但像下图这样,其中有一段满足f'(x)=0,那么y=f(x)[a,b]上就变为单调递增的了,不再严格。此时就有无限多个f'(x)=0的点。

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f'(x)\le 0的情况以此类推,这里就不再赘述了。

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