[题目]设函数 (x)=|(x)^3-1|varphi (x), 其中φ(x)在 x=1 处-|||-连续,则 varphi (1)=0 是f(x)在 x=1 处可导的 ()-|||-A.充分必要条件-|||-B.必要但非充分条件-|||-C.充分但非必要条件-|||-D.既非充分也非必要条件

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查函数在某点可导的条件,涉及绝对值函数的导数计算及左右导数的分析。
解题核心思路:
- 分左右导数:由于函数$f(x)$包含绝对值项$|x^3 -1|$,需分别计算$x=1$处的左导数和右导数。
- 极限分析:通过展开$x^3 -1$在$x=1$附近的泰勒式,简化极限表达式。
- 条件关系:通过左右导数相等的条件,推导$\varphi(1)$的取值要求,判断其是否为充分必要条件。
破题关键点:
- 绝对值函数的分段处理:当$x>1$时,$|x^3 -1|=x^3 -1$;当$x<1$时,$|x^3 -1|=1 -x^3$。
- 导数存在性条件:左右导数相等时,$\varphi(1)$必须满足特定关系,从而确定其条件类型。
步骤1:计算右导数
当$x > 1$时,$|x^3 -1| = x^3 -1$,因此:
$f(x) = (x^3 -1)\varphi(x)$
右导数为:
$f'_+(1) = \lim_{h \to 0^+} \frac{f(1+h) - f(1)}{h} = \lim_{h \to 0^+} \frac{( (1+h)^3 -1 )\varphi(1+h)}{h}$
展开$(1+h)^3 -1 \approx 3h$,得:
$f'_+(1) = \lim_{h \to 0^+} \frac{3h \cdot \varphi(1+h)}{h} = 3\varphi(1)$
步骤2:计算左导数
当$x < 1$时,$|x^3 -1| = 1 -x^3$,因此:
$f(x) = (1 -x^3)\varphi(x)$
左导数为:
$f'_-(1) = \lim_{h \to 0^+} \frac{f(1-h) - f(1)}{-h} = \lim_{h \to 0^+} \frac{(1 - (1-h)^3)\varphi(1-h)}{-h}$
展开$(1-h)^3 \approx 1 -3h$,得:
$1 - (1-h)^3 \approx 3h \quad \Rightarrow \quad f'_-(1) = \lim_{h \to 0^+} \frac{3h \cdot \varphi(1-h)}{-h} = -3\varphi(1)$
步骤3:导数存在性条件
函数$f(x)$在$x=1$处可导的充要条件是左右导数相等:
$f'_+(1) = f'_-(1) \quad \Rightarrow \quad 3\varphi(1) = -3\varphi(1) \quad \Rightarrow \quad \varphi(1) = 0$
因此,$\varphi(1)=0$是充分且必要条件。