题目
已知f(x)在x=0的某个邻域内连续,且f(0)=0.underset(lim)(x→0)(f(x))/(1-cosx)=2.则在点x=0处f(x)( )A. 不可导B. 可导,且f′(0)≠0C. 取得极大值D. 取得极小值
已知f(x)在x=0的某个邻域内连续,且f(0)=0.$\underset{lim}{x→0}$$\frac{f(x)}{1-cosx}$=2.则在点x=0处f(x)( )
A. 不可导
B. 可导,且f′(0)≠0
C. 取得极大值
D. 取得极小值
题目解答
答案
D. 取得极小值
解析
考查要点:本题主要考查极限的计算、洛必达法则的应用,以及利用二阶导数判断极值的能力。
解题核心思路:
- 识别极限类型:当$x \to 0$时,分子$f(x) \to 0$(因$f(0)=0$且连续),分母$1-\cos x \to 0$,属于$\frac{0}{0}$型不定式,可应用洛必达法则。
- 多次应用洛必达法则:通过两次求导,将原极限转化为二阶导数的表达式,从而确定$f''(0)$的值。
- 极值判定:根据二阶导数的符号($f''(0) > 0$),判断$x=0$是否为极小值点。
破题关键点:
- 两次洛必达法则的连续应用是关键步骤,需注意每次应用后极限的形式是否仍满足条件。
- 二阶导数的存在性隐含在题目条件中,通过极限的存在性可推导出$f''(0)$存在。
步骤1:应用第一次洛必达法则
原极限为:
$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{1 - \cos x} = 2$
因分子分母均为$0$型,对分子分母分别求导:
$\lim_{x \to 0} \frac{f'(x)}{\sin x} = 2$
步骤2:应用第二次洛必达法则
此时极限仍为$\frac{0}{0}$型(因$\sin 0 = 0$且假设$f'(x)$连续),继续求导:
$\lim_{x \to 0} \frac{f''(x)}{\cos x} = 2$
当$x \to 0$时,$\cos x \to 1$,故:
$f''(0) = 2$
步骤3:判断极值
因$f''(0) = 2 > 0$,根据极值第二充分条件,$x=0$是$f(x)$的极小值点。