题目
设函数f(x)= { xneq 0 0 x=0 .
设函数
,则
题目解答
答案
利用导数的定义,


解析
考查要点:本题主要考查导数的定义以及极限的计算,特别是利用等价无穷小或洛必达法则处理分式极限的能力。
解题核心思路:
- 导数的定义:直接应用导数的定义式,将问题转化为求极限。
- 化简表达式:将分式极限转化为已知的等价无穷小形式,或通过洛必达法则求解。
- 关键点:明确当$x \to 0$时,$\arctan x \sim x$,从而快速得出极限值。
根据导数的定义,函数$f(x)$在$x=0$处的导数为:
$f'(0) = \lim_{x \to 0} \frac{f(x) - f(0)}{x - 0}$
步骤1:代入函数表达式
当$x \neq 0$时,$f(x) = \dfrac{x^2}{\arctan x}$,而$f(0) = 0$,因此:
$f'(0) = \lim_{x \to 0} \frac{\dfrac{x^2}{\arctan x} - 0}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{x^2}{x \cdot \arctan x} = \lim_{x \to 0} \frac{x}{\arctan x}$
步骤2:计算极限
当$x \to 0$时,$\arctan x \sim x$(等价无穷小),因此:
$\frac{x}{\arctan x} \sim \frac{x}{x} = 1$
因此:
$\lim_{x \to 0} \frac{x}{\arctan x} = 1$
结论:
$f'(0) = 1$