導讀:工程師每天都在找「最好」
最佳天線角度
最佳功率
最佳溫度
最佳轉速
最佳頻率
這些問題的核心只有一個:
👉 系統在哪裡表現最好?
微分,就是回答這個問題的工具。
一、最大值與最小值的工程意義
在圖形上:
👉 最高點 → 最大值
👉 最低點 → 最小值
在工程上:
👉 系統效能最佳的工作點
二、關鍵觀念:斜率為零
當:
dy/dx = 0
代表:
👉 上升轉為下降
👉 或下降轉為上升
工程語言:
👉 系統出現轉折
三、用一階微分找候選點
步驟:
1️⃣ 求 f′(x)
2️⃣ 令 f′(x) = 0
3️⃣ 解出 x
這些點稱為:
👉 極值候選點
四、如何判斷最大或最小
方法一:看二階微分
d²y/dx² < 0 → 最大值
d²y/dx² > 0 → 最小值
方法二:看左右斜率
左正右負 → 最大
左負右正 → 最小
五、工程實例
功率傳輸
存在一個負載阻抗,使功率最大。
溫控系統
存在一個加熱功率,使效率最佳。
六、工程師真正關心的重點
不是漂亮數字,而是:
👉 最佳點附近是否平坦?
👉 對誤差是否敏感?
七、工程版一句話總結
微分幫你找到山頂,
工程師還要評估山有多陡。
八、本單元你應該建立的直覺
✔ 導數 = 0 是起點
✔ 一定要驗證
✔ 最佳點就是工作點
🔜 下一單元預告
🏹 16/60 最佳化的第一步:用微分看方向,而不是答案