题目
149 设 (0)=0, 则 lim _(xarrow 0)dfrac (f({x)^2)}({x)^2} 存在是f(x)在 x=0 可导的-|||-(A)充分非必要条件. (B)必要非充分条件.-|||-(C)充分必要条件. (D)既非充分又非必要条件.A、AB、BC、CD、D

- A、A
- B、B
- C、C
- D、D
题目解答
答案
B
解析
考查要点:本题主要考查导数的定义及极限存在性与可导条件之间的逻辑关系。关键在于理解导数存在性与相关极限的关系,以及必要条件与充分条件的判断。
解题核心思路:
- 导数定义:若$f(x)$在$x=0$处可导,则$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x}$存在。
- 题目极限分析:$\lim_{x \to 0} \frac{f(x^2)}{x^2}$可转化为$\lim_{t \to 0^+} \frac{f(t)}{t}$(令$t = x^2$)。
- 必要性:若$f(x)$在$x=0$可导,则$\lim_{t \to 0} \frac{f(t)}{t}$存在,因此$\lim_{x \to 0} \frac{f(x^2)}{x^2}$必然存在,说明可导性保证极限存在。
- 非充分性:存在反例说明极限存在时$f(x)$在$x=0$处未必可导(如分段函数在正负方向极限不一致)。
必要性证明
若$f(x)$在$x=0$处可导,则根据导数定义:
$f'(0) = \lim_{x \to 0} \frac{f(x) - f(0)}{x - 0} = \lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x}.$
令$t = x^2$,当$x \to 0$时,$t \to 0^+$,因此:
$\lim_{x \to 0} \frac{f(x^2)}{x^2} = \lim_{t \to 0^+} \frac{f(t)}{t} = f'(0).$
这说明可导性必然导致极限存在,即极限存在是可导的必要条件。
非充分性反例
构造函数:
$f(x) =
\begin{cases}x, & x > 0, \\-x, & x \leq 0.\end{cases}$
此时$f(0) = 0$,且:
$\lim_{x \to 0} \frac{f(x^2)}{x^2} = \lim_{x \to 0} \frac{x^2}{x^2} = 1.$
但计算导数时:
- 当$x \to 0^+$时,$\frac{f(x)}{x} = 1$;
- 当$x \to 0^-$时,$\frac{f(x)}{x} = -1$;
左右极限不相等,故$f(x)$在$x=0$处不可导。这说明极限存在时$f(x)$未必可导,即极限存在不是充分条件。