题目
设函数f(x)在(-∞,+∞)存在二阶导数,且f(x)=-f(-x),当x<0时有f'(x)<0,f"(x)>0,则当x>0时,有:A. f'(x)<0,f"(x)>0.B. f'(x)>0,f"(x)<0.C. f'(x)>0,f"(x)>0.D. f'(x)<0,f"(x)<0.
设函数f(x)在(-∞,+∞)存在二阶导数,且f(x)=-f(-x),当x<0时有f'(x)<0,f"(x)>0,则当x>0时,有:
A. f'(x)<0,f"(x)>0.
B. f'(x)>0,f"(x)<0.
C. f'(x)>0,f"(x)>0.
D. f'(x)<0,f"(x)<0.
题目解答
答案
D. f'(x)<0,f"(x)<0.
解析
考查要点:本题主要考查奇函数的导数性质、导数符号与函数单调性及凹凸性的关系。
解题核心思路:
- 奇函数的导数性质:若$f(x)$是奇函数,则其一阶导数$f'(x)$为偶函数,二阶导数$f''(x)$为奇函数。
- 符号推导:利用$x>0$时的变量替换$x \to -x$,结合已知$x<0$时的导数符号,通过奇偶性推导$x>0$时的导数符号。
破题关键点:
- 奇函数导数的奇偶性:通过求导规则确定$f'(x)$和$f''(x)$的奇偶性。
- 符号转化:将$x>0$的情况转化为$x<0$的情况,结合已知条件推导符号。
步骤1:分析奇函数的导数性质
已知$f(x)$是奇函数,即$f(-x) = -f(x)$。对两边求导:
$f'(-x) \cdot (-1) = -f'(x) \implies f'(-x) = f'(x),$
说明$f'(x)$是偶函数。
对$f'(x)$再次求导:
$f''(-x) \cdot (-1) = f''(x) \implies f''(-x) = -f''(x),$
说明$f''(x)$是奇函数。
步骤2:推导$x>0$时的$f'(x)$符号
当$x>0$时,令$x = -t$(其中$t<0$),则:
$f'(x) = f'(-t) = f'(t).$
已知当$t<0$时,$f'(t) < 0$,因此:
$f'(x) = f'(t) < 0.$
步骤3:推导$x>0$时的$f''(x)$符号
由$f''(x)$是奇函数,当$x>0$时:
$f''(x) = -f''(-x).$
令$x = -t$(其中$t<0$),则:
$f''(-t) = f''(t).$
已知当$t<0$时,$f''(t) > 0$,因此:
$f''(x) = -f''(t) = -\text{正数} < 0.$
结论:当$x>0$时,$f'(x) < 0$,$f''(x) < 0$,对应选项D。