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数学
题目

极值是函数的局部性质,是指在x0的附近(邻域内)x0点处的函数值最大(或最小),但在离x0较远处的函数值可能比x0处的函数值更大或更小。函数的极小值和极大值统称为函数的极值,使函数取得极值的点称为极值点。已知函数f(x)=x^2-1,则f(x)有( )A 极小值-1B 极大值点-1C 极大值-1D 极小值点-1

极值是函数的局部性质,是指在x0的附近(邻域内)x0点处的函数值最大(或最小),但在离x0较远处的函数值可能比x0处的函数值更大或更小。函数的极小值和极大值统称为函数的极值,使函数取得极值的点称为极值点。

已知函数f(x)=x^2-1,则f(x)有( )

A 极小值-1

B 极大值点-1

C 极大值-1

D 极小值点-1

题目解答

答案

根据题目给出的定义和函数,我们来逐步分析:

1. 分析函数特征
已知函数为 $f(x) = x^2 - 1$。这是一个开口向上的二次函数(抛物线),其对称轴为 $y$ 轴(即 $x = 0$),顶点坐标为 $(0, -1)$。

2. 寻找极值点
根据极值的定义,我们需要找到函数在局部范围内取得最大或最小值的点。

  • 我们可以通过求导来寻找极值点。函数的一阶导数为:
    $f'(x) = 2x$
  • 令导数 $f'(x) = 0$,得到 $2x = 0$,解得 $x = 0$。
  • 分析导数的符号变化:
    • 当 $x < 0$ 时,$f'(x) < 0$,函数 $f(x)$ 单调递减;
    • 当 $x > 0$ 时,$f'(x) > 0$,函数 $f(x)$ 单调递增。
  • 因此,在 $x = 0$ 处,函数由递减转为递增,所以 $x = 0$ 是函数的极小值点。

3. 计算极值

  • 将极小值点 $x = 0$ 代入原函数,得到极小值:
    $f(0) = 0^2 - 1 = -1$
  • 由于函数开口向上,没有极大值。

4. 辨析概念与选项
题目中明确指出:

  • 极值:是函数值(即 $y$ 值)。
  • 极值点:是使函数取得极值的点(即 $x$ 值)。

我们得出的结论是:

  • 极小值点为 $x = 0$。
  • 极小值为 $-1$。

现在我们来逐一查看选项:

  • A 极小值-1:符合我们的计算结果,极小值确实是 $-1$。
  • B 极大值点-1:函数没有极大值,且 $-1$ 是函数值而非自变量 $x$ 的值,故错误。
  • C 极大值-1:函数没有极大值,故错误。
  • D 极小值点-1:极小值点是 $x = 0$,而不是 $-1$($-1$ 是极小值),故错误。

结论
综上所述,函数 $f(x) = x^2 - 1$ 有极小值 $-1$。

正确答案是 A。

解析

本题考查函数极值和极值点的概念以及二次函数极值的求解。解题思路是先分析函数的特征,再通过求导的方法找到函数的极值点,接着计算出极值,最后根据极值和极值点的定义辨析各个选项。

  1. 分析函数特征:
    已知函数为$f(x) = x^2 - 1$。这是一个开口向上的二次函数(抛物线),其对称轴为$y$轴(即$x = 0$),顶点坐标为$(0, -1)$。
  2. 寻找极值点:
    根据极值的定义,我们需要找到函数在局部范围内取得最大或最小值的点。
    我们可以通过求导来寻找极值点。函数的一阶导数为:
    $f^\prime(x)=\frac{d}{dx}(x^2 - 1)=2x$
    令导数$f^\prime(x) = 0$,得到$2x = 0$,解得$x = 0$。
    分析导数的符号变化:
    当$x \lt 0$时,$f^\prime(x) \lt 0$,函数$f(x)$单调递减;
    当$x \gt 0$时,$f^\prime(x) \gt 0$,函数$f(x)$单调递增。
    因此,在$x = 0$处,函数由递减转为递增,所以$x = 0$是函数的极小值点。
  3. 计算极值:
    将极小值点$x = 0$代入原函数,得到极小值:
    $f(0) = 0^2 - 1 = -1$
    由于函数开口向上,没有极大值。
  4. 辨析概念与选项:
    题目中明确指出:
    极值:是函数值(即$y$值)。
    极值点:是使函数取得极值的点(即$x$值)。
    我们得出的结论是:
    极小值点为$x = 0$。
    极小值为$-1$。
    现在我们来逐一查看选项:
    A:极小值$-1$:符合我们的计算结果,极小值确实是$-1$。
    B:极大值点$-1$:函数没有极大值,且$-1$是函数值而非自变量$x$的值,故错误。
    C:极大值$-1$:函数没有极大值,故错误。
    D:极小值点$-1$:极小值点是$x = 0$,而不是$-1$($-1$是极小值),故错误。

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