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数学
题目

求指导本题解题过程,谢谢您!9.已知f(x)在 x=0 处连续,且 lim _(xarrow 0)dfrac ({x)^2}(f(x))=1, 则下列结论-|||-①4(0)存在,且 '(0)=0. ②f"(0)存在,且 ''(0)=2.-|||-③f(x)在 x=0 处取得极小值. ④ (x)在x=0 的某邻域内连续.-|||-中正确的个数为-|||-(A)1. (B)2. (C)3. (D)4.

求指导本题解题过程,谢谢您!

题目解答

答案

解析

考查要点:本题主要考查极限、连续性、导数存在性、极值及函数性质的综合应用。关键在于通过已知极限条件推导函数在$x=0$处的局部性质。

解题思路:

  1. 由极限条件推导$f(0)$的值:利用$\lim_{x\to0}\frac{x^2}{f(x)}=1$,结合$f(x)$在$x=0$处连续,确定$f(0)=0$。
  2. 分析导数存在性:通过导数定义及极限变形,判断$f'(0)$是否存在及具体值。
  3. 二阶导数的存在性:需结合可导条件及泰勒展开思想,但题目未明确$f(x)$在邻域内的可导性,需谨慎判断。
  4. 极值判定:利用$f(x)$在$x=0$附近的行为(类似$x^2$)判断极小值。
  5. 连续性推广:注意题目仅给出$x=0$处连续,无法直接推导邻域内连续性。

破题关键:极限条件隐含$f(x)\sim x^2$,结合导数定义及极值判定标准,注意题目条件的限制。

结论①:$f'(0)$存在且$f'(0)=0$

  1. 由极限条件推导$f(0)$
    由$\lim_{x\to0}\frac{x^2}{f(x)}=1$,可知当$x\to0$时,$f(x)\sim x^2$,故$f(0)=0$(连续性保证$f(0)=\lim_{x\to0}f(x)=0$)。

  2. 计算$f'(0)$
    根据导数定义:
    $f'(0) = \lim_{x\to0}\frac{f(x)-f(0)}{x} = \lim_{x\to0}\frac{f(x)}{x}.$
    由$\lim_{x\to0}\frac{x^2}{f(x)}=1$,得$\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{x^2}=1$,即$f(x)\approx x^2$。因此:
    $\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{x} = \lim_{x\to0}\frac{x^2}{x} = \lim_{x\to0}x = 0.$
    故$f'(0)=0$,结论①正确。

结论②:$f''(0)$存在且$f''(0)=2$

  1. 二阶导数的定义
    若$f'(x)$存在且连续,则:
    $f''(0) = \lim_{x\to0}\frac{f'(x)-f'(0)}{x}.$
    但题目未说明$f(x)$在$x\neq0$处可导,无法直接计算$f''(0)$。即使假设$f(x)=x^2$,其二阶导数为$2$,但题目条件不足以保证$f(x)$在邻域内可导。因此结论②不成立。

结论③:$f(x)$在$x=0$处取得极小值

  1. 极值判定
    由$f(x)\sim x^2$,当$x$接近$0$时,$f(x)\geq0$,且$f(0)=0$,故$x=0$为极小值点。结论③正确。

结论④:$f(x)$在$x=0$的某邻域内连续

  1. 连续性推广
    题目仅给出$f(x)$在$x=0$处连续,未提供邻域内连续的信息。可能存在函数在$x=0$处连续但邻域内不连续的情况,因此结论④不成立。

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