题目
2. 下列命题中正确的是()A. 若 x0 是 f(x)的极值点,则必有 f′(x0)=0B. 若 f(x)在(a,b)内有极大值也有极小值,则极大值必大于极小值C. 若 f′(x0)=0,则 x0 必是 f(x)的极值点D. 若 f(x)在点 x0 处可导,且点 x0 是 f(x)的极值点,则必有 f′(x0)=0
2. 下列命题中正确的是()
A. 若 x0 是 f(x)的极值点,则必有 f′(x0)=0
B. 若 f(x)在(a,b)内有极大值也有极小值,则极大值必大于极小值
C. 若 f′(x0)=0,则 x0 必是 f(x)的极值点
D. 若 f(x)在点 x0 处可导,且点 x0 是 f(x)的极值点,则必有 f′(x0)=0
题目解答
答案
D. 若 f(x)在点 x0 处可导,且点 x0 是 f(x)的极值点,则必有 f′(x0)=0
解析
本题考查函数极值点与导数的关系,解题的关键在于准确理解极值点的定义以及导数在极值点处的性质,通过对每个选项依据相关概念进行分析判断。
- 选项A:
- 若$x_0$是$f(x)$的极值点,不一定有$f^\prime(x_0)=0$。
- 例如函数$f(x)=\vert x\vert$,在$x = 0$处取得极小值,因为当$x\lt0$时,$f(x)= -x$,$f^\prime(x)= -1$;当$x\gt0$时,$f(x)= x$,$f^\prime(x)= 1$,在$x = 0$处导数不存在,但$x = 0$是极值点。所以该选项错误。
- 选项B:
- 函数在$(a,b)$内的极大值不一定大于极小值。
- 例如函数$f(x)=(x - 1)^2(x + 1)^2$,对其求导,根据乘法求导法则$(uv)^\prime = u^\prime v + uv^\prime$,设$u=(x - 1)^2$,$v=(x + 1)^2$,则$u^\prime = 2(x - 1)$,$v^\prime = 2(x + 1)$,可得$f^\prime(x)=2(x - 1)(x + 1)^2 + 2(x - 1)^2(x + 1)=2(x - 1)(x + 1)(x + 1 + x - 1)=4x(x^2 - 1)$。
- 令$f^\prime(x)=0$,即$4x(x^2 - 1)=0$,解得$x = 0$,$x = 1$,$x = -1$。
- 当$x\lt -1$时,$f^\prime(x)\lt0$,函数单调递减;当$-1\lt x\lt0$时,$f^\prime(x)\gt0$,函数单调递增;当$0\lt x\lt1$时,$f^\prime(x)\lt0$,函数单调递减;当$x\gt1$时,$f^\prime(x)\gt0$,函数单调递增。
- 所以$x = -1$和$x = 1$为极小值点,$x = 0$为极大值点,$f(0)=1$,$f(\pm1)=0$,极大值$1$大于极小值$0$;但如果函数的极大值点和极小值点分布情况不同,极大值可能小于极小值。所以该选项错误。
- 选项C:
- 若$f^\prime(x_0)=0$,$x_0$不一定是$f(x)$的极值点。
- 例如函数$f(x)=x^3$,对其求导得$f^\prime(x)=3x^2$,令$f^\prime(x)=0$,即$3x^2 = 0$,解得$x = 0$。
- 当$x\lt0$时,$f^\prime(x)\gt0$,函数单调递增;当$x\gt0$时,$f^\prime(x)\gt0$,函数也单调递增,所以$x = 0$不是极值点。所以该选项错误。
- 选项D:
- 根据费马定理,如果函数$y = f(x)$在点$x_0$处可导,且在$x_0$处取得极值,那么$f^\prime(x_0)=0$。所以该选项正确。