已知f(x)是周期为5 的连续函数,它在x=0的某个邻域内满足关系式f(1+sinx)-3f(1-sinx)=8 x+o(x),且 f(x)在x=1处可导,求曲线y=f(x)在点(6,f(6))处的切线方程.
已知f(x)是周期为5 的连续函数,它在x=0的某个邻域内满足关系式
,且 f(x)在x=1处可导,求曲线y=f(x)在点(6,f(6))处的切线方程.
题目解答
答案
两边同时取极限可得;







即 
又因为





故,
由于
,
所以
所以

因此,曲线
在点(6,f(6)),即(6,0)处的切线方程为y-0=2(x-6),即2x-y-12=0.
解析
考查要点:本题综合考查周期函数的性质、极限运算、导数定义及切线方程的求解。关键在于利用给定的极限关系式求出$f(1)$和$f'(1)$,再结合周期性得到$f(6)$和$f'(6)$。
解题思路:
- 极限求$f(1)$:将原式两边取$x \to 0$的极限,利用函数在$x=1$处的连续性,直接解出$f(1)$。
- 导数定义求$f'(1)$:将原式变形后除以$x$,取极限,通过变量替换和导数定义,将表达式转化为$f'(1)$的方程。
- 周期性应用:利用$f(x)$的周期为5,将$f(6)$和$f'(6)$转化为$f(1)$和$f'(1)$。
- 切线方程:代入点$(6,0)$和斜率$f'(6)=2$,写出切线方程。
步骤1:求$f(1)$
原式在$x \to 0$时成立,取极限:
$\lim_{x \to 0} \left[ f(1+\sin x) - 3f(1-\sin x) \right] = \lim_{x \to 0} 8x = 0$
令$t = \sin x$,当$x \to 0$时$t \to 0$,得:
$f(1) - 3f(1) = 0 \implies f(1) = 0$
步骤2:求$f'(1)$
将原式两边除以$x$,取极限:
$\lim_{x \to 0} \frac{f(1+\sin x) - 3f(1-\sin x)}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{8x}{x} = 8$
变量替换$t = \sin x$,则$\frac{t}{x} \to 1$,原式变形为:
$\lim_{t \to 0} \frac{f(1+t) - 3f(1-t)}{t} \cdot \frac{t}{x} = 8$
拆分分子:
$\lim_{t \to 0} \left[ \frac{f(1+t) - f(1)}{t} + 3 \cdot \frac{f(1-t) - f(1)}{-t} \right] = 4f'(1) = 8 \implies f'(1) = 2$
步骤3:周期性应用
由$f(x+5)=f(x)$,得:
$f(6) = f(1) = 0, \quad f'(6) = f'(1) = 2$
步骤4:切线方程
点斜式方程为:
$y - 0 = 2(x - 6) \implies y = 2x - 12$