题目
【例7】(2021,数一,数二,数三)函数f(x)={(e^x-1)/(x), & x neq 0, 1, & x=0.在x=0处 (A.)连续且取极大值. (B.)连续且取极小值. (C.)可导且导数为0. (D.)可导且导数不为0.
【例7】(2021,数一,数二,数三)函数$f(x)=\left\{\begin{array}{ll}\frac{e^{x}-1}{x}, & x \neq 0, \\ 1, & x=0\end{array}\right.$在$x=0$处 (
A.)连续且取极大值. (
B.)连续且取极小值. (
C.)可导且导数为0. (
D.)可导且导数不为0.
A.)连续且取极大值. (
B.)连续且取极小值. (
C.)可导且导数为0. (
D.)可导且导数不为0.
题目解答
答案
**答案:D**
**解析:**
1. **连续性判断:**
当 $ x \to 0 $ 时,利用等价无穷小或洛必达法则,得
\[
\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{e^x}{1} = 1 = f(0),
\]
故函数在 $ x = 0 $ 处连续。
2. **可导性判断:**
计算导数
\[
f'(0) = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{e^x - 1}{x} - 1}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1 - x}{x^2} \stackrel{\text{洛必达}}{=} \lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{2x} \stackrel{\text{洛必达}}{=} \lim_{x \to 0} \frac{e^x}{2} = \frac{1}{2},
\]
导数存在且不为0。
**答案:D**
解析
考查要点:本题主要考查函数在某一点的连续性和可导性的判断,涉及极限计算、导数定义及洛必达法则的应用。
解题思路:
- 连续性:验证当$x \to 0$时,函数的极限值是否等于$f(0)$。
- 可导性:利用导数定义计算$f'(0)$,判断导数是否存在且是否为0。
破题关键:
- 连续性:通过等价无穷小或洛必达法则求极限。
- 可导性:正确应用导数定义,分步使用洛必达法则化简极限。
1. 连续性判断
当$x \to 0$时,计算$\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{x}$:
- 方法一:利用等价无穷小,当$x \to 0$时,$e^x - 1 \sim x$,因此:
$\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{x}{x} = 1 = f(0)$ - 方法二:洛必达法则:
$\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{e^x}{1} = 1$
结论:函数在$x=0$处连续。
2. 可导性判断
根据导数定义:
$f'(0) = \lim_{x \to 0} \frac{f(x) - f(0)}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{e^x - 1}{x} - 1}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1 - x}{x^2}$
- 第一次洛必达法则(分子分母均为0型):
$\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1 - x}{x^2} = \lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{2x}$ - 第二次洛必达法则(仍为0型):
$\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{2x} = \lim_{x \to 0} \frac{e^x}{2} = \frac{1}{2}$
结论:导数存在且$f'(0) = \frac{1}{2} \neq 0$。