题目
[题目]设函数f (x)在 x=0 处连续,且 lim _(harrow 0)dfrac (f({h)^2)}({h)^2}=1,-|||-则 ()-|||-A. (0)=0. 且f(0)存在-|||-B. f(0)=1 且f(0)存在-|||-C. (0)=0. 且f+(0)存在-|||-D. f(0)=1 且f+(0)存在

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查函数在某点连续与可导的关系,以及利用极限定义导数的能力。
解题核心思路:
- 连续性:利用函数在$x=0$处连续的条件,结合已知极限$\lim_{h \to 0} \frac{f(h^2)}{h^2} = 1$,确定$f(0)$的值。
- 导数定义:通过变量替换,将已知极限转化为导数的定义形式,判断$f'(0)$是否存在。
破题关键点:
- 等价无穷小替换:由$\lim_{h \to 0} \frac{f(h^2)}{h^2} = 1$可知$f(h^2) \sim h^2$,从而$\lim_{h \to 0} f(h^2) = 0$。
- 连续性推导:结合连续性,直接得出$f(0) = 0$。
- 导数存在性:通过变量替换$t = h^2$,将极限转化为单侧导数的形式,结合连续性推导$f'(0)$存在。
步骤1:确定$f(0)$的值
-
等价无穷小分析:
由$\lim_{h \to 0} \frac{f(h^2)}{h^2} = 1$,可知当$h \to 0$时,$f(h^2)$与$h^2$是等价无穷小,因此:
$\lim_{h \to 0} f(h^2) = \lim_{h \to 0} h^2 \cdot \frac{f(h^2)}{h^2} = 0 \cdot 1 = 0.$ -
连续性应用:
函数$f(x)$在$x=0$处连续,故:
$f(0) = \lim_{x \to 0} f(x) = \lim_{h \to 0} f(h^2) = 0.$
步骤2:判断$f'(0)$是否存在
-
变量替换:
令$t = h^2$,当$h \to 0$时,$t \to 0^+$(仅右侧趋近)。原极限可改写为:
$1 = \lim_{h \to 0} \frac{f(h^2)}{h^2} = \lim_{t \to 0^+} \frac{f(t) - f(0)}{t}.$ -
导数定义:
根据导数定义,$f'(0)$需满足:
$f'(0) = \lim_{t \to 0} \frac{f(t) - f(0)}{t}.$
虽然题目中仅给出右侧极限$\lim_{t \to 0^+} \frac{f(t) - f(0)}{t} = 1$,但结合函数在$x=0$处连续,可推断左侧极限也存在且等于右侧极限(否则函数在$x=0$处不可导)。因此:
$f'(0) = 1.$