題目
2. (15%) Find the extreme values of
f(x)=xx for
x>0.
解答
解法一
思路
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- xx 同時有變動的底數和指數,先改寫成 exp(xlnx) 再微分。
- 由導數的正負找出遞減、遞增區間;再檢查端點趨勢,判斷是否有絕對極值。
答題過程
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因為 x>0,可寫成
f(x)=xx=exp(xlnx).
對 x 微分:
f′(x)=xx(lnx+1).
又 xx>0,故 f′(x) 的正負完全由 lnx+1 決定。臨界點滿足
lnx+1=0,
即 x=e−1。因此
{f′(x)<0,f′(x)>0,0<x<e−1,x>e−1.
所以函數先遞減後遞增,在 x=e−1 取得極小值:
f(e−1)=(e−1)e−1=e−1/e.
此外,當 x→∞ 時,xx→∞,故沒有極大值。結論是絕對最小值為 e−1/e,發生在 x=e−1。