题目
【2022.2】设函数f(x)=x^4-6x^2+7,则()。A. x=0是f(x)的极值点,点(1,2)是曲线y=f(x)的拐点B. x=0是f(x)的极值点,点(1,2)不是曲线y=f(x)的拐点C. x=0不是f(x)的极值点,点(1,2)是曲线y=f(x)的拐点D. x=0不是f(x)的极值点,点(1,2)不是曲线y=f(x)的拐点
【2022.2】设函数$f(x)=x^{4}-6x^{2}+7$,则()。
A. x=0是f(x)的极值点,点(1,2)是曲线y=f(x)的拐点
B. x=0是f(x)的极值点,点(1,2)不是曲线y=f(x)的拐点
C. x=0不是f(x)的极值点,点(1,2)是曲线y=f(x)的拐点
D. x=0不是f(x)的极值点,点(1,2)不是曲线y=f(x)的拐点
题目解答
答案
A. x=0是f(x)的极值点,点(1,2)是曲线y=f(x)的拐点
解析
本题考查函数极值点与拐点的判定,解题思路是先求出函数的一阶导数,通过一阶导数为零的点判断可能的极值点,再利用二阶导数判断这些点是否为极值点;接着求出函数的二阶导数,通过二阶导数为零的点判断可能的拐点,再看二阶导数在该点两侧的符号是否改变来确定是否为拐点。
- 判断$x = 0$是否为极值点:
- 首先对函数$f(x)=x^{4}-6x^{2}+7$求一阶导数,根据求导公式$(X^n)^\prime=nX^{n - 1}$可得:
$f^\prime(x)=(x^{4}-6x^{2}+7)^\prime=(x^{4})^\prime-(6x^{2})^\prime+(7)^\prime=4x^{3}-12x$ - 令$f^\prime(x)=0$,即$4x^{3}-12x = 0$,提取公因式$4x$可得$4x(x^{2}-3)=0$,进一步因式分解为$4x(x - \sqrt{3})(x + \sqrt{3}) = 0$,解得$x = 0$或$x = \pm\sqrt{3}$,这三个点是函数可能的极值点。
- 然后对$f^\prime(x)$求二阶导数,$f^{\prime\prime}(x)=(4x^{3}-12x)^\prime=(4x^{3})^\prime-(12x)^\prime=12x^{2}-12$。
- 将$x = 0$代入二阶导数$f^{\prime\prime}(x)$中,可得$f^{\prime\prime}(0)=12\times0^{2}-12=-12\lt0$。
- 根据极值点的第二判定定理:设函数$f(x)$在$x_0$处具有二阶导数且$f^\prime(x_0)=0$,$f^{\prime\prime}(x_0)\neq0$,当$f^{\prime\prime}(x_0)\lt0$时,函数$f(x)$在$x_0$处取得极大值,所以$x = 0$是$f(x)$的极值点。
- 首先对函数$f(x)=x^{4}-6x^{2}+7$求一阶导数,根据求导公式$(X^n)^\prime=nX^{n - 1}$可得:
- 判断点$(1,2)$是否为拐点:
- 令$f^{\prime\prime}(x)=0$,即$12x^{2}-12 = 0$,化简可得$x^{2}-1 = 0$,因式分解为$(x - 1)(x + 1) = 0$,解得$x = \pm1$,这两个点是函数可能的拐点。
- 当$x\lt -1$时,$f^{\prime\prime}(x)=12x^{2}-12\gt0$,曲线是凹的;当$-1\lt x\lt 1$时,$f^{\prime\prime}(x)=12x^{2}-12\lt0$,曲线是凸的;当$x\gt 1$时,$f^{\prime\prime}(x)=12x^{2}-12\gt0$,曲线是凹的。
- 因为$f^{\prime\prime}(x)$在$x = 1$两侧符号发生改变,所以点$(1,2)$是曲线$y = f(x)$的拐点。