首先,我们需要明确题目要求的是一个高中题库解析的示例,因此我将以一道典型的高中数学题为例进行解析。
例题:已知函数 $$f(x) = x^3 - 3x^2 + 2$$,求其在区间 $$[-1, 3]$$ 上的极值点和最值。
解析步骤:
1. 求导数:为了找到极值点,首先计算函数的一阶导数: $$f'(x) = \frac{d}{dx}(x^3 - 3x^2 + 2) = 3x^2 - 6x$$
2. 求临界点:令导数等于零,解方程: $$3x^2 - 6x = 0$$ $$3x(x - 2) = 0$$ 解得临界点为: $$x = 0$$ 和 $$x = 2$$。
3. 判断极值性质:利用二阶导数或一阶导数变化判断极值: - 计算二阶导数: $$f''(x) = 6x - 6$$ - 在 $$x = 0$$ 处: $$f''(0) = -6 < 0$$,因此 $$x = 0$$ 是极大值点。 - 在 $$x = 2$$ 处: $$f''(2) = 6 > 0$$,因此 $$x = 2$$ 是极小值点。
4. 计算极值: - 极大值:$$f(0) = 0^3 - 3 \cdot 0^2 + 2 = 2$$ - 极小值:$$f(2) = 2^3 - 3 \cdot 2^2 + 2 = -2$$
5. 求区间端点值: - $$f(-1) = (-1)^3 - 3 \cdot (-1)^2 + 2 = -2$$ - $$f(3) = 3^3 - 3 \cdot 3^2 + 2 = 2$$
6. 确定最值:比较极值和端点值: - 最大值:$$2$$(出现在 $$x = 0$$ 和 $$x = 3$$ 处) - 最小值:$$-2$$(出现在 $$x = 2$$ 和 $$x = -1$$ 处)
结论:函数在 $$[-1, 3]$$ 上的极大值为 $$2$$,极小值为 $$-2$$;最大值为 $$2$$,最小值为 $$-2$$。