题目
18.求函数 (x)=(x)^dfrac (1{x)} 在区间 (0,+infty ) 内的最大值.
题目解答
答案
解析
步骤 1:定义函数
定义函数 $f(x) = x^{\frac{1}{x}}$,我们需要找到这个函数在区间 $(0, +\infty)$ 内的最大值。
步骤 2:取对数
为了方便求导,我们对函数取自然对数,得到 $\ln f(x) = \frac{1}{x} \ln x$。
步骤 3:求导
对 $\ln f(x)$ 求导,得到 $\frac{f'(x)}{f(x)} = \frac{1}{x^2} - \frac{\ln x}{x^2}$。因此,$f'(x) = f(x) \left( \frac{1}{x^2} - \frac{\ln x}{x^2} \right) = x^{\frac{1}{x}} \left( \frac{1}{x^2} - \frac{\ln x}{x^2} \right)$。
步骤 4:求导数为零的点
令 $f'(x) = 0$,得到 $\frac{1}{x^2} - \frac{\ln x}{x^2} = 0$,即 $1 - \ln x = 0$,解得 $x = e$。
步骤 5:判断极值
由于 $f'(x)$ 在 $x = e$ 左侧为正,右侧为负,因此 $x = e$ 是函数的极大值点,也是区间 $(0, +\infty)$ 内的最大值点。
步骤 6:计算最大值
将 $x = e$ 代入原函数,得到 $f(e) = e^{\frac{1}{e}}$。
定义函数 $f(x) = x^{\frac{1}{x}}$,我们需要找到这个函数在区间 $(0, +\infty)$ 内的最大值。
步骤 2:取对数
为了方便求导,我们对函数取自然对数,得到 $\ln f(x) = \frac{1}{x} \ln x$。
步骤 3:求导
对 $\ln f(x)$ 求导,得到 $\frac{f'(x)}{f(x)} = \frac{1}{x^2} - \frac{\ln x}{x^2}$。因此,$f'(x) = f(x) \left( \frac{1}{x^2} - \frac{\ln x}{x^2} \right) = x^{\frac{1}{x}} \left( \frac{1}{x^2} - \frac{\ln x}{x^2} \right)$。
步骤 4:求导数为零的点
令 $f'(x) = 0$,得到 $\frac{1}{x^2} - \frac{\ln x}{x^2} = 0$,即 $1 - \ln x = 0$,解得 $x = e$。
步骤 5:判断极值
由于 $f'(x)$ 在 $x = e$ 左侧为正,右侧为负,因此 $x = e$ 是函数的极大值点,也是区间 $(0, +\infty)$ 内的最大值点。
步骤 6:计算最大值
将 $x = e$ 代入原函数,得到 $f(e) = e^{\frac{1}{e}}$。