第4题 导数 在求单调递减时直接小于0吗为什么要有等号?

如题所述

有等号,可以得到一个闭区间。让单调性在整个定义域上没有遗漏。另外,不减(f'≥0),不增(f'≤0)也是单调性的一种。一个单调性区域,有个别点,其f'(x)=0,在整体上,仍然是单调递增或递减区域。因为f'(x)等于0,不一定是极值点,可能是上升过程或者下降过程中的一个有水平切线的反弯点。比如函数y=x³,y'=3x²,x=0时,y'=0,但是x≠0时,y'全部大于0,因此,虽然有一个点的导数是0,它还是在整个定义域上单调递增的。
单调递增的精确定义是,在某区域内是任何一点x0的,存在一个足够小的增量ε>0,只要0<Δx≤ε,就有f(x0+Δx)-f(x0)>0,f(x0)-f(x0-ε)>0.
这个定义不能排除f'(x0)=0的情形,因为当lim(Δx->0)[f(x0+Δx)-f(x0)]/Δx,分子分母都是正数,但是极限是0,这种情况也与函数单调性定义不矛盾。但是,因为两者都是正数,取极限之后肯定不可能是负数,因此只能f'(x0)≥0.如果遗漏看f'(x0)=0的点,可能就遗漏了一个单调的点。
还是y=x³,y''=6x,x>0时,y''>0,曲线向上凹;x<0,y''<0,曲线向下凹。这样的点是函数的反弯点,在这样的点,左侧在水平切线的下方,右侧在水平切线的上方,水平切线的点还是一个单调递增点。
对于递减的情形可以同样导论,举例函数可以用y=-x³,可以自己分析。

y'=0有4种情况,
1、在该点两侧,曲线都在水平且线下方,是一个极大值点;
2、在该点两侧,曲线都在水平切线上方,是一个极小值点;
3、在该点左边,曲线在水平切线下方,在该点右方,曲线在水平曲线上方,是一个单调递增点,也是反弯点(凹凸方向改变的点,左侧向下凹,右侧向上凹);
4、在该点左边,曲线在水平切线上方,在该点右方,曲线在水平曲线下方,是一个单调递减点,也是反弯点(凹凸方向改变的点,左侧下上凹,右侧向下凹);
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