Uzasadnić twierdzenie: w punktach podejrzanych o ekstremum pierwsza pochodna jest równa 0 albo nie istnieje. Dlaczego w punktach ekstremalnych pochodna zmienia znak?



Odpowiedź :

Odpowiedź:

Szczegółowe wyjaśnienie:

Jeżeli w punktach ekstremum oraz w sąsiedztwie lewostronnym i prawostronnym punktu ekstremum funkcja f(x) jest ciągła jest ciągła, to w punkcie ekstremum f'(x) = 0 - ponieważ w interpretacji geometrycznej, pochodna funkcji jest równa tgα  tangensowi kąta nachylenia stycznej do wykresu funkcji, kąta między styczną a dodatnim kierunkiem osi 0x+, tg ∢ [Ls, 0x+] . W punkcie ekstremum styczna do wykresu jest równolegla do osi 0x,   f'(x) = tg0 = 0, gdy funkcja jest rosnąca to kąt  α jest ostry to    to    f'(x) = tgα > 0, dla funkcji malejacej kąt α  jest rozwarty (II ćwiartka)  to f'(x) = tgα < 0.

W tzw. punktach ekstremum ostrzowych, styczna w punkcie w ogóle nie da się określić, wtedy należy badać lewe sąsiedztwo i prawe sąsiedztwo i z tego badać, czy to jest minimum czy maksimum punktu ostrzowego.

Dlaczego w punktach ekstremalnych pochodna zmienia znak?

Częściowo już wyjaśniłem, pochodna funkcji trzeba ściśle wiązać z tangensem kąta nachylenia stycznej - jak styczna zmienia kąt nachylenia z ostrego (dla funkcji rosnącej) na rozwarty (dla funkcji malejącej,  to f'(x) = tgα zmienia znak z dodatniego na ujemny a w ekstremum  jest równy 0 dla stycznej równoległej do osi 0x.