题目
若f(x)在 (-infty ,+infty ) 内处处有导数,则其导数f`(x)必处处连续A.正确B.错误
A.正确
B.错误
题目解答
答案
这句话是正确的。
如果函数f(x)在实数线上处处可导,那么根据可导性与连续性的关系,其导数f'(x) 必定处处连续。
解析
考查要点:本题主要考查可导函数的导数连续性这一概念的理解。关键在于明确可导与导数连续的关系。
解题核心思路:
需判断命题“若函数$f(x)$在全体实数范围内处处可导,则其导数$f'(x)$必定连续”是否成立。
核心矛盾点在于:函数在某点可导,并不能保证导数在该点连续。即使函数在整个实数范围内处处可导,其导数仍可能在某些点不连续。
破题关键点:
通过构造反例(如$f(x) = x^2 \sin \frac{1}{x}$在$x=0$处的情况),说明存在处处可导但导数不连续的函数,从而推翻原命题。
反例分析:
考虑函数
$f(x) =
\begin{cases} x^2 \sin \frac{1}{x}, & x \neq 0, \\0, & x = 0.\end{cases}$
-
可导性验证:
- 当$x \neq 0$时,$f(x)$由基本初等函数构成,显然可导,导数为
$f'(x) = 2x \sin \frac{1}{x} - \cos \frac{1}{x}.$ - 当$x = 0$时,利用导数定义:
$f'(0) = \lim_{h \to 0} \frac{f(h) - f(0)}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{h^2 \sin \frac{1}{h}}{h} = \lim_{h \to 0} h \sin \frac{1}{h} = 0.$
因此,$f(x)$在全体实数上可导。
- 当$x \neq 0$时,$f(x)$由基本初等函数构成,显然可导,导数为
-
导数连续性分析:
- 当$x \neq 0$时,$f'(x) = 2x \sin \frac{1}{x} - \cos \frac{1}{x}$。
- 当$x \to 0$时,第一项$2x \sin \frac{1}{x}$趋近于$0$,但第二项$-\cos \frac{1}{x}$在$x \to 0$时震荡于$-1$和$1$之间,导致$f'(x)$在$x=0$处无极限。
- 因此,$f'(x)$在$x=0$处不连续。
结论:
存在函数$f(x)$在全体实数上可导,但其导数$f'(x)$不连续。原命题不成立。