题目
【例4】设函数f(x)在点x=0处连续,且lim_(xto0)(f(x))/(sin2x)=1,则f'(0)等于()A. 0B. (1)/(2)C. 1D. 2
【例4】设函数f(x)在点x=0处连续,且$\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{\sin2x}=1$,则f'(0)等于()
A. 0
B. $\frac{1}{2}$
C. 1
D. 2
题目解答
答案
D. 2
解析
本题考查函数在某点的连续性、导数的定义以及等价无穷小的知识。解题的关键思路是先根据已知极限和函数连续性求出$f(0)$的值,再利用导数的定义求出$f^\prime(0)$。
- 求$f(0)$的值:
已知$\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{\sin2x}=1$,因为当$x\to0$时,$\sin2x\to0$,而该极限值为$1$(极限存在且不为$0$),根据极限的运算法则,若分母极限为$0$,要使整个分式极限存在,则分子极限也必须为$0$,所以可得$\lim_{x\to0}f(x)=0$。
又因为函数$f(x)$在点$x = 0$处连续,根据函数在某点连续的定义:$\lim_{x\to x_0}f(x)=f(x_0)$,那么$f(0)=\lim_{x\to0}f(x)=0$。 - 求$f^\prime(0)$的值:
根据导数的定义,函数$f(x)$在点$x = 0$处的导数$f^\prime(0)=\lim_{x\to0}\frac{f(x)-f(0)}{x - 0}$,由上一步已求得$f(0)=0$,所以$f^\prime(0)=\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{x}$。
已知$\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{\sin2x}=1$,当$x\to0$时,$\sin2x$与$2x$是等价无穷小,即$\lim_{x\to0}\frac{\sin2x}{2x}=1$,那么$\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{x}=\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{\sin2x}\cdot\frac{\sin2x}{x}$。
根据极限的乘法运算法则$\lim_{x\to x_0}[f(x)\cdot g(x)]=\lim_{x\to x_0}f(x)\cdot\lim_{x\to x_0}g(x)$,可得:
$\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{\sin2x}\cdot\frac{\sin2x}{x}=\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{\sin2x}\cdot\lim_{x\to0}\frac{\sin2x}{x}$
将$\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{\sin2x}=1$和$\lim_{x\to0}\frac{\sin2x}{x}=\lim_{x\to0}\frac{\sin2x}{2x}\cdot2 = 1\times2 = 2$代入上式,可得:
$\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{\sin2x}\cdot\lim_{x\to0}\frac{\sin2x}{x}=1\times2 = 2$
即$f^\prime(0)=2$。