Использование теста второй производной для определения экстремумов
Введено| English | Значение |
|---|---|
| Second Derivative Test/ˈsekənd dɪˈrɪvətɪv test/ | Критерий второй производной |
| inconclusive/ɪŋkənˈkluːsɪv/ | неоднозначно |
Classify an extremum with one number
- The First Derivative Test reads sign changes; the Second Derivative Test 二阶导数判别法 is often quicker.
- At a critical point where $f'(c)=0$, just check the sign of $f''(c)$.
- Concave up at a flat spot → a valley; concave down at a flat spot → a peak.
- One evaluation of $f''$ can settle it — no sign chart needed.
$f''(c) > 0$: a minimum
- If $f'(c)=0$ and $f''(c)>0$, then $f$ has a relative minimum at $c$.
- Concave up (a cup) with a horizontal tangent = the bottom of a valley.
- Intuition: the slope is zero and increasing, so the curve turns upward.
At a critical point f″ > 0 gives a local minimum and f″ < 0 a local maximum
Чаша у минимума, купол у максимума
y = ax³ + cx
В точке локального минимума кривая выпукла вверх ($f''>0$); в точке локального максимума она выпукла вниз ($f''<0$).
Если $f'(c)=0$ и $f''(c)>0$, то точка $c$ является...
Сложность 1/5 · 100 монет + небольшой бонус за первое выполнение сегодня
Выпуклость вверх в горизонтальной точке = минимум.
$f''(c) < 0$: a maximum
- If $f'(c)=0$ and $f''(c)<0$, then $f$ has a relative maximum at $c$.
- Concave down (a cap) with a horizontal tangent = the top of a hill.
- The slope is zero and decreasing, so the curve turns downward.
Если $f'(c)=0$ и $f''(c)<0$, то $c$ является относительным ____.
Сложность 1/5 · 100 монет + небольшой бонус за первое выполнение сегодня
Выпуклость вниз в горизонтальной точке = максимум.
When it says nothing
- If $f''(c)=0$, the test is inconclusive 无法判定 — it gives no answer.
- The point could be a max, a min, or neither (like $y=x^3$ at $0$, or $y=x^4$ at $0$).
- Fall back on the First Derivative Test (sign change of $f'$) in that case.
- So: use the Second Derivative Test first if $f''$ is easy; switch to the first test if $f''(c)=0$.
Если $f''(c)=0$, Тест второй производной доказывает отсутствие экстремума в точке $c$.
Сложность 1/5 · 100 монет + небольшой бонус за первое выполнение сегодня
Он не дает ответа — используйте вместо этого Тест первой производной.
Для функции $f(x)=x^3-3x$ (при значении $f''=6x$), классифицируйте точку $x=-1$.
Сложность 1/5 · 100 монет + небольшой бонус за первое выполнение сегодня
$f''(-1)=-6<0$ → относительный максимум.
Тест второй производной применяется в критической точке, где...
Сложность 1/5 · 100 монет + небольшой бонус за первое выполнение сегодня
Он классифицирует критические точки, где касательная горизонтальна, $f'(c)=0$.
Когда следует обратиться к Тесту первой производной?
Сложность 2/5 · 140 монет + небольшой бонус за первое выполнение сегодня
Первый тест всегда работает; второй лишь часто быстрее.
The Second Derivative Test needs $f'(c)=0$ first — it classifies critical points where the tangent is horizontal. And $f''(c)=0$ is inconclusive, not "neither": you must then use the First Derivative Test. Don't conclude "no extremum" just because $f''(c)=0$.
Classify the critical points of $f(x)=x^3-3x$ using $f''$.
- $f'(x)=3x^2-3=0$ at $x=\pm1$; $\;f''(x)=6x$.
- At $x=1$: $f''(1)=6>0$ → relative minimum.
- At $x=-1$: $f''(-1)=-6<0$ → relative maximum.
The Second Derivative Test: at a critical point with $f'(c)=0$, $f''(c)>0$ gives a relative minimum and $f''(c)<0$ a relative maximum. If $f''(c)=0$ the test is inconclusive — fall back on the First Derivative Test.