题目
设函数f(x)在区间 (-8,8) 内有定义,若当 in (-8,8) 时,设函数f(x)在区间 (-8,8) 内有定义,若当 in (-8,8) 时,


题目解答
答案
解析:

解析
考查要点:本题主要考查函数在某点的连续性和可导性,以及利用不等式条件推导导数的存在性。
解题核心思路:
- 连续性:通过不等式条件确定$f(0)=0$,并结合夹逼定理证明$f(x)$在$x=0$处连续。
- 可导性:利用导数定义式,结合不等式条件推导$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x}$的存在性,进而确定$f'(0)$的值。
破题关键点:
- 关键结论:当$|f(x)| \leq x^2$时,$\left|\frac{f(x)}{x}\right| \leq |x|$,从而$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x} = 0$。
- 反例验证:通过构造满足条件的具体函数(如$f(x)=x^3$或$f(x)=x^2 \sin \frac{1}{x}$),验证选项的正确性。
连续性分析
-
确定$f(0)$的值:
当$x=0$时,$|f(0)| \leq 0^2 = 0$,因此$f(0) = 0$。 -
验证连续性:
对任意$x \in (-8,8)$,有:
$|f(x) - f(0)| = |f(x)| \leq x^2.$
当$x \to 0$时,$x^2 \to 0$,由夹逼定理得:
$\lim_{x \to 0} f(x) = 0 = f(0),$
故$f(x)$在$x=0$处连续,排除选项(A)。
可导性分析
-
导数定义式:
根据导数定义:
$f'(0) = \lim_{x \to 0} \frac{f(x) - f(0)}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x}.$ -
估计极限值:
由$|f(x)| \leq x^2$得:
$\left|\frac{f(x)}{x}\right| \leq \frac{x^2}{|x|} = |x|.$
当$x \to 0$时,$|x| \to 0$,由夹逼定理得:
$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x} = 0,$
因此$f'(0) = 0$,排除选项(B)和(D),选(C)。
反例验证
取$f(x) = x^3$,满足$|f(x)| = x^3 \leq x^2$(当$|x| \leq 1$时成立,题目区间$(-8,8)$包含该范围)。此时$f'(0) = 0$,说明选项(C)正确。