Правило нахождения наибольшего и наименьшего значения функции на отрезке

Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции чаще всего  используется график функции. В некоторых случаях можно найти наибольшее и наименьшее значения функции и без графика, используя рассуждения. В более сложных случаях используется производная. Для этого сформулируем некоторые теоремы:

1. Если функция непрерывна на отрезке, то она достигает на нем и своего наибольшего, и своего наименьшего значений (Эта теорема доказывается в курсе высшей математики).

2. Наибольшего и наименьшего значений непрерывная функция может достигать как на концах отрезка, так и внутри него.

3. Если наибольшее (или наименьшее) значение достигается внутри отрезка, то только в стационарной или критической точке.

Алгоритм нахождения наименьшего и наибольшего значений непрерывной функции f(x) на отрезке [a;b]:

1. Найти производную f′(x).

2. Найти стационарные и критические точки функции, лежащие внутри отрезка [a;b].

3. Вычислить значения функции y=f(x) в точках, отобранных на втором шаге, и в точках a и b; выбрать среди этих значений наименьшее (это будет yнаим) и наибольшее (это будет yнаиб).

А как быть, если речь идет о нахождении наибольшего или наименьшего значения функции, непрерывной на незамкнутом промежутке, например на интервале? Можно построить график функции и снять информацию с полученной графической модели. Но чаще оказывается более удобным использовать следующую теорему.

Теорема. Пусть функция y=f(x)непрерывна на промежутке X и имеет внутри него единственную стационарную или критическую точку x0. Тогда:

а ) если x=x0 — точка максимума, то yнаиб=f(xo);

б ) если  x=x0 — точка минимума, то yнаим=f(xo).

На рисунках приведены соответствующие геометрические иллюстрации.