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数学
题目

确定函数 (x)=|(x)^3-x-sin x| 不可导的点的个数.

题目解答

答案

解析

考查要点:本题主要考查绝对值函数不可导点的判断,涉及函数零点分析及导数的连续性。

解题核心思路:

  1. 确定内部函数$f(x)=x^3 - x - \sin x$的零点,这些零点可能是$g(x)=|f(x)|$的不可导点。
  2. 分析$f(x)$在零点处的导数符号:若$f(x)$在零点处穿过$x$轴(即$f'(x)$在左右两侧符号不同),则$g(x)$在该点不可导。

破题关键点:

  • 求导分析$f(x)$的单调性,确定其零点个数。
  • 验证每个零点处$f'(x)$是否为零,若$f'(x) \neq 0$,则对应点为不可导点。

步骤1:分析$f(x)=x^3 - x - \sin x$的零点

  1. 计算特殊点:

    • $f(0)=0^3 - 0 - \sin 0 = 0$,故$x=0$是零点。
    • $f(1)=1 - 1 - \sin 1 \approx -0.8415 < 0$,$f(2)=8 - 2 - \sin 2 \approx 5.091 > 0$,故在$(1,2)$内存在零点。
    • $f(-1)=(-1)^3 - (-1) - \sin(-1) \approx 0.8415 > 0$,$f(-2)=(-8) - (-2) - \sin(-2) \approx -5.091 < 0$,故在$(-2,-1)$内存在零点。
  2. 结论:$f(x)$共有3个零点,分别位于区间$(-2,-1)$、$x=0$、$(1,2)$。

步骤2:分析$f(x)$在零点处的导数

  1. 求导:$f'(x)=3x^2 - 1 - \cos x$。
  2. 验证零点处$f'(x)$是否为零:
    • $x=0$:$f'(0)=3(0)^2 - 1 - \cos 0 = -2 \neq 0$,故$g(x)$在$x=0$不可导。
    • $x=a$($a \in (-2,-1)$):$f'(a)=3a^2 - 1 - \cos a > 0$(因$a^2 > 1$),故$g(x)$在$x=a$不可导。
    • $x=b$($b \in (1,2)$):$f'(b)=3b^2 - 1 - \cos b > 0$(因$b^2 > 1$),故$g(x)$在$x=b$不可导。

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