题目
3、若f(x)=f(-x),且在[0,+∞)内f'(x)>0,f''(x)>0,则在(-∞,0)内必有( )A. f'(x)B. f'(x)0C. f'(x)>0,f''(x)D. f'(x)>0,f''(x)>0
3、若f(x)=f(-x),且在[0,+∞)内f'(x)>0,f''(x)>0,则在(-∞,0)内必有( )
A. f'(x)<0,f''(x)<0
B. f'(x)<0,f''(x)>0
C. f'(x)>0,f''(x)<0
D. f'(x)>0,f''(x)>0
题目解答
答案
B. f'(x)<0,f''(x)>0
解析
本题考查函数的奇偶性、单调性与导数的关系。解题的关键在于利用函数的奇偶性推导出其导函数的奇偶性,再结合已知区间上导数的正负情况,判断在对称区间上导数的正负。
- 判断函数$f(x)$的奇偶性:
已知$f(x)=f(-x)$,根据偶函数的定义:对于定义域内的任意$x$,都有$f(x)=f(-x)$,可知函数$f(x)$是偶函数。 - 求$f(x)$的一阶导数$f^\prime(x)$并判断其奇偶性:
对$f(x)=f(-x)$两边同时求导,根据复合函数求导法则$(f(g(x)))^\prime=f^\prime(g(x))\cdot g^\prime(x)$,可得:
$f^\prime(x)=[f(-x)]^\prime=f^\prime(-x)\cdot(-x)^\prime=-f^\prime(-x)$
根据奇函数的定义:对于定义域内的任意$x$,都有$f(-x)= -f(x)$,可知$f^\prime(x)$是奇函数。 - 根据$f^\prime(x)$的奇偶性和已知条件判断$(-\infty,0)$内$f^\prime(x)$的正负:
已知在$[0, +\infty)$内$f^\prime(x)>0$,因为奇函数的图象关于原点对称,所以在$(-\infty,0)$内$f^\prime(x)<0$。 - 求$f(x)$的二阶导数$f^{\prime\prime}(x)$并判断其奇偶性:
对$f^\prime(x)= -f^\prime(-x)$两边同时求导,可得:
$f^{\prime\prime}(x)=[-f^\prime(-x)]^\prime=-[f^\prime(-x)]^\prime$
再根据复合函数求导法则,$[f^\prime(-x)]^\prime=f^{\prime\prime}(-x)\cdot(-x)^\prime=-f^{\prime\prime}(-x)$,所以$f^{\prime\prime}(x)= -[-f^{\prime\prime}(-x)] = f^{\prime\prime}(-x)$。
根据偶函数的定义可知$f^{\prime\prime}(x)$是偶函数。 - 根据$f^{\prime\prime}(x)$的奇偶性和已知条件判断$(-\infty,0)$内$f^{\prime\prime}(x)$的正负:
已知在$[0, +\infty)$内$f^{\prime\prime}(x)>0$,因为偶函数的图象关于$y$轴对称,所以在$(-\infty,0)$内$f^{\prime\prime}(x)>0$。