4.3 Ekstrema globalne funkcji

Teoria

Funkcja ciągła na przedziale domkniętym [a,b] osiąga w tym przedziale swoją wartość największą i wartość najmniejszą (wynika to z twierdzenia Weierstrassa). Wartości: największą i najmniejszą funkcji na przedziale domkniętym nazywamy ekstremami globalnymi (absolutnymi): odpowiednio maksimum globalnym (absolutnym) i minimum globalnym (absolutnym).

Ekstremum globalne może być osiągnięte wewnątrz przedziału (jest wtedy jednocześnie ekstremum lokalnym) lub w punkcie brzegowym przedziału.

Metoda wyznaczania ekstremów globalnych funkcji ciągłej f na przedziale domkniętym [a,b] jest następująca:

1.  w przedziale (a,b) znajdujemy punkty x_1, \ldots, x_n, w których funkcja może mieć ekstrema lokalne, czyli punkty będące rozwiązaniami równania f^\prime(x)=0 lub punkty, w których pochodna nie istnieje,

2. obliczamy wartości funkcji w punktach: a, x_1, \ldots, x_n, b, czyli

f(a), f(x_1), \ldots, f(x_n), f(b),

3. największa z liczb f(a), f(x_1), \ldots, f(x_n), f(b) jest maksimum globalnym, a najmniejsza - minimum globalnym funkcji f na przedziale domkniętym [a,b].