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  • 求x>0时,y=x^3-6x^2+15的极值

    解:

    当x→∞时,y也→∞,所以y没有最大值。

    y=x3-6x2+15=-4*(x/2)*(x/2)*(6-x)+15

    而根据几何平均数小于等于算术平均数的定理,(x/2)*(x/2)*(6-x)在x/2=6-x时取得最大值,同时y取得最小值。

    而x/2=6-x可以得出x=4,此时ymin=16*(-2)+15=-17

     上述结果的正确性可以用微分验证,当y的导数y'=3x2-12x=0时,y有极值。

    而3x2-12x=0也可以得出x=4.

    下图可以直观看出y=x3-6x2+15的极值

    曲线:

    代码:

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="utf-8">
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
    <head>
         <title>绘制函数y=x^3-6x^2+15曲线</title>
        </head>
    
         <body οnlοad="draw()">
            <canvas id="myCanvus" width="1300px" height="640px" style="border:1px dashed black;">
                出现文字表示你的浏览器不支持HTML5
            </canvas>
         </body>
    </html>
    <script type="text/javascript">
    <!--
        function draw(){
            var canvas=document.getElementById("myCanvus");
            var canvasWidth=1300;
            var canvasHeight=640;
    
            var context=canvas.getContext("2d");
            
            context.fillStyle = "white";
            context.fillRect(0, 0, canvasWidth, canvasHeight);
    
            context.strokeStyle = "black";
            context.fillStyle = "black";
    
            
            // 进行坐标变换:把原点放在左下角,东方为X轴正向,北方为Y轴正向
            var offsetY=320;// Y向偏移值,正值向上偏,用来画坐标轴
            var offsetX=650;// X向偏移值,正值向右偏,用来画坐标轴
    
            context.save();
            context.translate(0+offsetX,canvasHeight-offsetY);
    
            drawAxisXText(context);// 文字和线分开画比较好处理
            drawAxisYText(context);
            drawTitleText(context);
    
            context.rotate(getRad(180));
            context.scale(-1,1);        
    
            drawAxisX(context);        
            drawAxisY(context);       
            drawCurve(context);       
    
            context.restore();        
        }
    
        function drawTitleText(ctx){        
            ctx.lineWidth=0.5;
            ctx.strokeStyle='navy';
            ctx.fillStyle='navy';
    
            var x=350;
            var y=-250;
    
            // 写文字
            ctx.fillText("y=x^3-6x^2+15 红色",x,y);    
            //ctx.fillText("y=x*x-4*x+4 绿色",x,y+20);    
            //ctx.fillText("y=x*x 黄色",x,y+40);    
            //ctx.fillText("y=x*x+4*x+5 青柠色",x,y+60);    
            //ctx.fillText("y=-(x*x-7*x+12)/5 紫色",x,y+80);
            //ctx.fillText("y=-(x*x+2*x+2)*4 栗色",x,y+100);
    
            ctx.fillText("  作者:逆火狂飙",x+170,y+30);
        }
    
        function drawCurve(ctx){
            var cds=[{}];
            var cds1=[{}];
            var cds2=[{}];
            var cds3=[{}];
            var cds4=[{}];
            var cds5=[{}];
            var cds6=[{}];
    
            var ymax=-1000,ymin=1000,xmax,xmin;
    
            var x,y;
            for(x=-13;x<=13;x+=0.01){    
                y=Math.pow(x,3)-6*Math.pow(x,2)+15;//
                var arr={"x":x,"y":y};
                cds.push(arr);    
            }
    
            paintCurve(ctx,"red",cds);
    
            for(var i=0; i<cds.length; i++){  
                // 求y最大值
                if(cds[i].x<0 && cds[i].y>ymax){
                    ymax=cds[i].y;
                    xmax=cds[i].x;
                }
    
                // 求y最小值
                if(cds[i].x>=0 && cds[i].y<ymin){
                    ymin=cds[i].y;
                    xmin=cds[i].x;
                }
            } 
    
            console.log("ymin="+ymin+" xmin="+xmin+" ymax="+ymax+" ymin="+ymin+" xmax="+xmax);
            var SU=50;// Scale Unit
            // 极大值
            ctx.beginPath();
            ctx.moveTo(xmax*SU,ymax*5-5);
            ctx.lineTo(xmax*SU,ymax*5+5);
    
            ctx.save();
            ctx.scale(1,-1);
            ctx.fillText("ymax="+cutShort(ymax.toString(),8),xmax*SU,-ymax*5);
            ctx.restore();
    
            ctx.stroke();
            ctx.closePath();
    
            // 极小值
            ctx.beginPath();
            ctx.moveTo(xmin*SU,ymin*5-5);
            ctx.lineTo(xmin*SU,ymin*5+5);
    
            ctx.save();
            ctx.scale(1,-1);
            ctx.fillText("ymin="+ymin,xmin*SU,-ymin*5);
            ctx.restore();
    
            ctx.stroke();
            ctx.closePath();
    
            /*paintCurve(ctx,"green",cds1);
            paintCurve(ctx,"yellow",cds2);
            paintCurve(ctx,"lime",cds3);
            paintCurve(ctx,"purple",cds4);
            paintCurve(ctx,"maroon",cds5);*/
            //paintCurve(ctx,"maroon",cds6);*/
        }
    
        function paintCurve(ctx,color,cds){
            var SU=50;// Scale Unit
    
            ctx.strokeStyle = color;
            ctx.beginPath();        
            for(var i=0; i<cds.length; i++){  
                ctx.lineTo(cds[i].x*SU,cds[i].y*5);// 注意y轴比例
            }         
            ctx.stroke();
            ctx.closePath();
        }
    
        function drawAxisX(ctx){
            ctx.save();
            
            ctx.lineWidth=0.5;
            ctx.strokeStyle='navy';
            ctx.fillStyle='navy';
    
            var start=-650;
            var end=650;
    
            // 画轴
            ctx.beginPath();
            ctx.moveTo(start, 0);
            ctx.lineTo(end, 0);
            ctx.stroke();
            ctx.closePath();
    
            // 画箭头
            ctx.beginPath();
            ctx.moveTo(end-Math.cos(getRad(15))*10, Math.sin(getRad(15))*10);
            ctx.lineTo(end, 0);
            ctx.lineTo(end-Math.cos(getRad(15))*10, -Math.sin(getRad(15))*10);
            ctx.stroke();
            ctx.closePath();
            
            // 画刻度
            var x,y;
            y=5;
            for(x=start;x<end;x+=50){
                ctx.beginPath();
                ctx.moveTo(x, 0);
                ctx.lineTo(x, y);
                
                ctx.stroke();
                ctx.closePath();
            }
    
            ctx.restore();
        }
    
        function drawAxisXText(ctx){        
            ctx.lineWidth=0.5;
            ctx.strokeStyle='navy';
            ctx.fillStyle='navy';
    
            var start=-650;
            var end=650;
    
            // 写文字
            var x,y=5;
            for(x=start;x<end;x+=50){
                ctx.fillText(x/50,x,y+10);
            }
        }
    
        function drawAxisY(ctx){
            ctx.save();
            
            ctx.lineWidth=0.5;
            ctx.strokeStyle='navy';
            ctx.fillStyle='navy';
    
            var start=-300;
            var end=300;
    
            // 画轴
            ctx.beginPath();
            ctx.moveTo(0, start);
            ctx.lineTo(0, end);
            ctx.stroke();
            ctx.closePath();
    
            // 画箭头
            ctx.beginPath();
            ctx.moveTo(Math.sin(getRad(15))*10, end-Math.cos(getRad(15))*10);
            ctx.lineTo(0, end);
            ctx.lineTo(-Math.sin(getRad(15))*10, end-Math.cos(getRad(15))*10);
            ctx.stroke();
            ctx.closePath();
            
            // 画刻度
            var x,y;
            x=5;
            for(y=start;y<end;y+=5){// 注意y轴比例
                ctx.beginPath();
                ctx.moveTo(x, y);
                ctx.lineTo(0, y);
                
                ctx.stroke();
                ctx.closePath();
            }
        }
    
        function drawAxisYText(ctx){        
            ctx.lineWidth=0.5;
            ctx.strokeStyle='navy';
            ctx.fillStyle='navy';
    
            var start=-250;
            var end=350;
    
            // 写文字
            var x=-19,y=5;
            for(y=start;y<end;y+=50){
    
                if(y!=0){
                    ctx.fillText(-y/5,x,y);// 注意y轴比例
                }
            }
        }
    
        function getRad(degree){
            return degree/180*Math.PI;
        }
    
        function cutShort(str,length){
            if(str.length>length){
                str=str.substr(0,length)+"...";
            }
            
            return str;
        }
    //-->
    </script>
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