题目
4.单选题设f(x)=}1&x>00&x=02&xA. 不存在,xin(-infty,+infty)B. 存在且为连续函数,xin(-infty,+infty)C. 等于0,xin(-infty,+infty)D. 等于0,xin(-infty,0)cup(0,+infty)
4.单选题
设$f(x)=\begin{cases}1&x>0\\0&x=0\\2&x<0\end{cases}$,则$f^{\prime}(x)=()$.
A. 不存在,$x\in(-\infty,+\infty)$
B. 存在且为连续函数,$x\in(-\infty,+\infty)$
C. 等于0,$x\in(-\infty,+\infty)$
D. 等于0,$x\in(-\infty,0)\cup(0,+\infty)$
题目解答
答案
D. 等于0,$x\in(-\infty,0)\cup(0,+\infty)$
解析
考查要点:本题主要考查分段函数在不同区间的可导性及导数的计算,特别是分段点处的导数是否存在。
解题核心思路:
- 分段区间内部求导:在$x>0$和$x<0$的区间内,函数为常数函数,导数显然为0。
- 分段点$x=0$处的导数:需分别计算左导数和右导数,判断是否存在且相等。若不存在,则该点不可导。
破题关键点:
- 常数函数的导数为0,因此$x>0$和$x<0$时导数直接得出。
- 分段点$x=0$处的左右导数计算:通过极限定义判断是否存在有限值,若不存在则导数不存在。
分段区间内部求导
- 当$x>0$时,$f(x)=1$为常数函数,导数为:
$f'(x) = 0$ - 当$x<0$时,$f(x)=2$为常数函数,导数为:
$f'(x) = 0$
分段点$x=0$处的导数
-
左导数(从左侧趋近于0):
$f'_-(0) = \lim_{h \to 0^-} \frac{f(0+h) - f(0)}{h} = \lim_{h \to 0^-} \frac{2 - 0}{h} = \lim_{h \to 0^-} \frac{2}{h}$
当$h$从负方向趋近于0时,$\frac{2}{h} \to -\infty$,左导数不存在。 -
右导数(从右侧趋近于0):
$f'_+(0) = \lim_{h \to 0^+} \frac{f(0+h) - f(0)}{h} = \lim_{h \to 0^+} \frac{1 - 0}{h} = \lim_{h \to 0^+} \frac{1}{h}$
当$h$从正方向趋近于0时,$\frac{1}{h} \to +\infty$,右导数不存在。
结论:由于左右导数均不存在,$f(x)$在$x=0$处不可导。