题目
设函数f(x)二阶可导,且f"(x)>0,f"(x)>0,△y=f(x+△x)一f(x),其中△x<0,则( ).A. △y>dy>0B. △y<dy<0C. dy>△y>0D. dy<△y<0
设函数f(x)二阶可导,且f"(x)>0,f"(x)>0,△y=f(x+△x)一f(x),其中△x<0,则( ).
A. △y>dy>0
B. △y<dy<0
C. dy>△y>0
D. dy<△y<0
题目解答
答案
D. dy<△y<0
解析
考查要点:本题主要考查二阶导数的几何意义及函数凹凸性对微分近似的影响,涉及微分与函数增量的比较。
解题核心思路:
- 凹凸性分析:由$f''(x) > 0$可知函数$f(x)$在区间内凹向上,此时切线位于曲线下方。
- 单调性分析:由$f'(x) > 0$可知函数$f(x)$单调递增,当$\Delta x < 0$时,$\Delta y = f(x+\Delta x) - f(x) < 0$。
- 微分与增量关系:利用泰勒展开或几何图形分析,凹向上时函数增量$\Delta y$会小于微分$dy$(均为负数,故$\Delta y < dy$)。
破题关键点:结合凹凸性判断$\Delta y$与$dy$的相对大小,注意负数比较的方向。
函数性质分析
- 凹向上:$f''(x) > 0$说明曲线在切线的上方,当$\Delta x < 0$时,实际函数值下降比切线近似更陡。
- 单调递增:$f'(x) > 0$且$\Delta x < 0$,故$\Delta y = f(x+\Delta x) - f(x) < 0$,$dy = f'(x)\Delta x < 0$。
比较$\Delta y$与$dy$
- 泰勒展开:$\Delta y = dy + \frac{1}{2}f''(\xi)(\Delta x)^2$($\xi$在$x$与$x+\Delta x$之间)。
- 符号分析:因$f''(\xi) > 0$且$(\Delta x)^2 > 0$,故$\frac{1}{2}f''(\xi)(\Delta x)^2 > 0$,因此$\Delta y = dy + \text{正数}$。
- 结论:$\Delta y > dy$(均为负数,故$\Delta y < dy$不成立,实际应为$\Delta y > dy$,但负数比较需注意方向)。
关键推导:
$\Delta y = dy + \text{正数} \implies \Delta y > dy$,但两者均为负数,故$\Delta y < dy$(例如:$dy = -2$,$\Delta y = -1$,则$-1 > -2$,但$\Delta y < dy$)。