题目
设函数 f(x) 在点 x_0 处可导,则 lim_(h to 0) (f(x_0) - f(x_0 + 3h))/(h) 等于( )。A. -3f'(x_0)B. 3f'(x_0)C. -2f'(x_0)D. 2f'(x_0)
设函数 $f(x)$ 在点 $x_0$ 处可导,则 $\lim_{h \to 0} \frac{f(x_0) - f(x_0 + 3h)}{h}$ 等于( )。
A. $-3f'(x_0)$
B. $3f'(x_0)$
C. $-2f'(x_0)$
D. $2f'(x_0)$
题目解答
答案
A. $-3f'(x_0)$
解析
考查要点:本题主要考查导数的定义及其灵活应用,重点在于将给定的极限表达式转化为标准导数形式。
解题核心思路:
- 识别导数结构:观察到分子是函数值的差,分母是增量,与导数定义形式相似。
- 调整增量:通过变量替换或系数调整,将非标准增量(如$3h$)转化为标准增量$h$的形式。
- 符号处理:注意分子中的负号对结果的影响,避免符号错误。
破题关键点:
- 关键变形:将原式中的$3h$增量转化为标准增量$h$,并提取系数。
- 符号对应:分子中的负号需保留在极限运算外,最终与导数结果结合。
步骤1:提取负号
原式可变形为:
$\lim_{h \to 0} \frac{f(x_0) - f(x_0 + 3h)}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{-\left[ f(x_0 + 3h) - f(x_0) \right]}{h} = -\lim_{h \to 0} \frac{f(x_0 + 3h) - f(x_0)}{h}.$
步骤2:变量替换
令$k = 3h$,则当$h \to 0$时,$k \to 0$,且$h = \frac{k}{3}$。代入得:
$-\lim_{h \to 0} \frac{f(x_0 + k) - f(x_0)}{\frac{k}{3}} = -3 \lim_{k \to 0} \frac{f(x_0 + k) - f(x_0)}{k}.$
步骤3:应用导数定义
根据导数定义,$\lim_{k \to 0} \frac{f(x_0 + k) - f(x_0)}{k} = f'(x_0)$,因此:
$-3 \cdot f'(x_0) = -3f'(x_0).$