题目
5、函数f(x)=x4f(x)=x4的拐点数量是 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
5、函数f(x)=x4f(x)=x4的拐点数量是
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
题目解答
答案
求函数 $ f(x) = x^4 $ 的二阶导数:
\[ f'(x) = 4x^3, \quad f''(x) = 12x^2. \]
令 $ f''(x) = 0 $,解得 $ x = 0 $。
分析 $ f''(x) $ 的符号:
- 当 $ x < 0 $ 时,$ f''(x) = 12x^2 > 0 $;
- 当 $ x > 0 $ 时,$ f''(x) = 12x^2 > 0 $。
由于 $ f''(x) $ 在 $ x = 0 $ 两侧均为正,未改变符号,故 $ x = 0 $ 不是拐点。
**答案:** $\boxed{A}$
解析
拐点是函数图像凹凸性发生改变的点。判断拐点的存在性,需要分析二阶导数的符号变化:
- 求二阶导数,找到可能的拐点候选(二阶导数为零或不存在的点)。
- 分析二阶导数在候选点两侧的符号:若符号改变,则该点为拐点;若符号不变,则不是拐点。
本题中,函数$f(x)=x^4$的二阶导数为$12x^2$,仅在$x=0$处为零。但通过符号分析可知,二阶导数在$x=0$两侧均为正,符号未改变,因此$x=0$不是拐点。
步骤1:求二阶导数
- 一阶导数:
$f'(x) = \frac{d}{dx} x^4 = 4x^3$ - 二阶导数:
$f''(x) = \frac{d}{dx} (4x^3) = 12x^2$
步骤2:寻找二阶导数为零的点
解方程$f''(x) = 0$:
$12x^2 = 0 \quad \Rightarrow \quad x = 0$
步骤3:分析二阶导数的符号变化
- 当$x < 0$时:取测试点$x = -1$,则$f''(-1) = 12(-1)^2 = 12 > 0$。
- 当$x > 0$时:取测试点$x = 1$,则$f''(1) = 12(1)^2 = 12 > 0$。
结论:二阶导数在$x=0$两侧均为正,符号未改变,因此$x=0$不是拐点。