题目:设函数\( f(x) = x^3 - 3x^2 + 4 \),求函数的极值。
解答:
首先,我们求出函数的导数:
\[ f'(x) = 3x^2 - 6x \]
令导数等于零,求出驻点:
\[ 3x^2 - 6x = 0 \]
\[ 3x(x - 2) = 0 \]
解得 \( x_1 = 0 \),\( x_2 = 2 \)。
接下来,我们判断这两个驻点的左右导数符号,以确定它们是极大值还是极小值。
当 \( x < 0 \) 时,\( f'(x) = 3x(x - 2) > 0 \),函数单调递增;
当 \( 0 < x < 2 \) 时,\( f'(x) = 3x(x - 2) < 0 \),函数单调递减;
当 \( x > 2 \) 时,\( f'(x) = 3x(x - 2) > 0 \),函数单调递增。
因此,\( x = 0 \) 是极大值点,\( x = 2 \) 是极小值点。
计算极大值和极小值:
\[ f(0) = 0^3 - 3 \cdot 0^2 + 4 = 4 \]
\[ f(2) = 2^3 - 3 \cdot 2^2 + 4 = 4 - 12 + 4 = -4 \]
所以,函数在 \( x = 0 \) 处取得极大值 4,在 \( x = 2 \) 处取得极小值 -4。
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