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导数等于零的点不一定是极值点。判断极值,要看函数在该点附近是从增到减、从减到增,还是保持同一变化方向。x³在0处导数为0,却始终递增;x²在0处导数为0,并由递减转为递增,因此有极小值。下面把驻点、不可导点与区间最值分别讲清。
若函数在某点附近的其他定义域内点处,函数值都不大于该点的值,可以讨论局部极大;不小于则讨论局部极小。中学通常研究区间内部的极值点,端点能否按某种局部定义纳入,需要按教材和题目约定处理,不宜混用。
区间最大值则要与整个研究区间内的所有函数值比较。一个局部极大可能小于远处另一个点,也可能在未包含端点的区间里根本没有全局最大值。题目问“极值”还是“最值”,应在计算之前先辨认。
函数在内部点可导并取得极值时,导数为0是必要条件,但反过来不一定成立。记住这个方向,便知道求出导数零点只是筛选候选,后面还要检验变化,而不是立刻宣布全部都是极值点。

f(x)=x²,导数为2x。0左侧导数为负,函数递减;右侧导数为正,函数递增,所以在0处取得极小值0。变化表应写出左右区间符号,再写函数的升降与极值,不是只标一个导数零点。
g(x)=x³,导数为3x²,在0两侧都为正,函数两边都递增。虽然g′(0)=0,但左侧函数值小于0,右侧大于0,0既不高于附近所有值,也不低于附近所有值,因此不是极值点。
两个例子说明,导数为零可以表示切线水平,却不保证图像在这里“转头”。图像经过一个较平的位置继续向上,与达到峰顶后向下,是两种不同现象,必须看邻近行为。
设f(x)=x³−3x,导数为3(x−1)(x+1),候选点为−1与1。以这两点把实数轴分成三个区间:小于−1时两个因子均负,导数为正;−1到1之间一负一正,导数为负;大于1时均正,导数为正。
因此函数先增、再减、再增。x=−1处从增转减,极大值f(−1)=2;x=1处从减转增,极小值f(1)=−2。答案应同时写取得位置与对应函数值,不能只给−1、1而未说明它们是什么。
若题目改为求闭区间[−2,3]上的最值,还应比较端点与内部候选点。f(−2)=−2、f(3)=18、f(−1)=2、f(1)=−2,所以最大值18,最小值−2在两个位置取得。这与局部极大值2不是同一个结论。
f(x)=|x|在0不可导,但左侧递减、右侧递增,0仍是极小值点。若只解f′(x)=0,就会漏掉这个点。研究分段、绝对值或其他不可导情形时,要把定义域内部的异常点单独列为需要检查的位置。
也不能看到不可导就一律认定极值。例如某些函数在一个点不连续或斜率异常,附近函数值可能从小到大穿过去,仍无极值。判别最终要回到附近大小关系,不能把某一种异常当成结论本身。

分段函数在分界点还要检查实际定义值。左右两侧的趋势只能提供部分信息,分界点取值若单独改变,局部比较也可能改变。写出该点函数值,再与两侧邻近值比较,才能避免只看导数表而忽略函数定义。
第一步写定义域与研究区间;第二步找内部导数零点和需单查的不可导点;第三步在各分段确定导数符号;第四步检查候选点左右变化。若求最值,再加入被包含的端点,并分析开区间边界是否只能逼近而不能取得。
符号检查应覆盖整个相关小区间,而不是随意代一个点就默认没有其他零点。因式分解后确认所有变号位置,或用可证明的符号关系,才能支持整段单调性的判断。遗漏导数分母的零点也可能使变化表失效。
最后用三个例子自测:x²说明驻点可有极值,x³说明驻点未必有极值,|x|说明极值未必在可导点。能解释三者各自的左右变化,再做闭区间最值题时补上端点,极值与最值的计算就会更完整。
若函数在驻点附近满足相应可微条件,二阶导数在该点大于0可判为局部极小,小于0可判为局部极大。对x²,二阶导数恒为2,与左右导数变号结果一致。它是便捷判别,不是唯一方法。
但二阶导数为0时,这个简单判别不能决定结果。x⁴在0处二阶导数为0,却有极小值;x³在0处也为0,却无极值。此时回到一阶导数符号或函数值比较,不能把“判别失败”误读成“没有极值”。
如果课程尚未涉及二阶导数,完全可以使用前文的符号表,不必为了显得高级引入新工具。选择自己能够说明前提的方法,写清左右变化与候选点取值,所得结论同样完整,而且更容易在分段或不可导问题中扩展。