微分求最大值

求函式的最大值通常涉及兩個步驟:首先,找到函式的駐點(即導數為零的點)和極值點(即不可導點的左右導數極限存在但不相等的點);然後,在這些點附近使用二階導數測試來確定這些點是局部最大值、最小值還是鞍點。

步驟如下:

  1. 求導數:找到函式的導數,並解出導數為零的點。
  2. 檢查導數為零的點:在導數為零的點處,檢查二階導數。如果二階導數大於零,那麼該點是局部最小值;如果二階導數小於零,那麼該點是局部最大值;如果二階導數等於零,則需要進一步分析。
  3. 檢查不可導點:如果函式在某個點不可導,那麼需要在該點兩側求導數,並檢查它們的符號變化。如果導數符號改變,則該點可能是極值點。
  4. 檢查鞍點:如果一個點不是極值點,但是它的二階導數矩陣的特徵值中有正有負,那麼該點是鞍點。
  5. 全局最大值:通過比較所有局部最大值和最小值,以及函式在邊界上的值,可以找到全局最大值。

需要注意的是,對於某些函式,最大值可能不在任何駐點或極值點處,而是在某個區間內的某個點。這種情況下,需要使用其他方法,如梯度上升法或牛頓法等數值方法來找到最大值。