题目
利用泰勒公式求极值时,需满足()A. 展开点附近函数性质已知B. 展开到二阶及以上C. 导数计算简单D. 仅需一阶展开
利用泰勒公式求极值时,需满足()
A. 展开点附近函数性质已知
B. 展开到二阶及以上
C. 导数计算简单
D. 仅需一阶展开
题目解答
答案
B. 展开到二阶及以上
解析
考查要点:本题主要考查泰勒公式在求极值中的应用条件,需明确泰勒展开的阶数与极值判定之间的关系。
解题核心思路:
泰勒公式用于极值问题时,必须包含二阶及以上的项,因为极值的判定依赖于二阶导数的符号(如极值的第二充分条件)。若仅展开到一阶,无法获取曲率信息,无法判断极值是否存在。
破题关键点:
- 二阶导数的作用:极值的判定需要二阶导数来确定函数在极值点的凹凸性。
- 选项辨析:选项B强调展开到二阶及以上,直接对应极值判定的必要条件;选项D(仅需一阶)和选项C(导数计算简单)均非必要条件。
泰勒公式展开到不同阶数的作用如下:
- 一阶展开:仅反映函数在展开点的切线近似,无法判断极值。
- 二阶及以上展开:包含二次项(与二阶导数相关),可近似函数在展开点的凹凸性,从而判断是否存在极值。
极值的第二充分条件:
若函数在点$x_0$处一阶导数为零,且二阶导数$f''(x_0) \neq 0$,则:
- $f''(x_0) > 0$时,$x_0$是极小值点;
- $f''(x_0) < 0$时,$x_0$是极大值点。
因此,必须展开到二阶及以上才能利用二阶导数信息判定极值。