题目
设函数f(x),g(x)具有二阶导数,且g”(x)A. f’(a)B. f’(A)>0.C. f”(A)D. f”(A)>0.
设函数f(x),g(x)具有二阶导数,且g”(x)<0.若g(x0)=a是g(x)的极值,则f[g(x)]在x0取极大值的一个充分条件是( )
A. f’(a)<0.
B. f’(A)>0.
C. f”(A)<0.
D. f”(A)>0.
题目解答
答案
B. f’(A)>0.
解析
考查要点:本题主要考查复合函数极值的充分条件,涉及一阶、二阶导数的应用,以及极值点的判定。
解题核心思路:
- 复合函数求导:利用链式法则求导,明确一阶导数和二阶导数的表达式。
- 极值条件:在极值点处,一阶导数为零,二阶导数的符号决定极大或极小。
- 关键条件转化:结合题目中给出的
g''(x) < 0(说明g(x)在极值点x₀处取得极大值),分析复合函数f[g(x)]在x₀处的二阶导数符号。
破题关键点:
- 一阶导数为零:由于
g(x₀)=a是极值点,g'(x₀)=0,因此复合函数一阶导数为f'(a)·g'(x₀)=0,满足必要条件。 - 二阶导数符号决定极值类型:通过二阶导数表达式
f''(a)[g'(x)]² + f'(a)g''(x),在x₀处代入g'(x₀)=0后,仅剩f'(a)g''(x₀)。由于g''(x₀) < 0,需f'(a) > 0使整体为负,从而f[g(x)]在x₀处取得极大值。
步骤1:求复合函数的一阶导数
复合函数f[g(x)]的一阶导数为:
$\frac{d}{dx}f[g(x)] = f'(g(x)) \cdot g'(x)$
在极值点x₀处,g'(x₀)=0,因此:
$\left. \frac{d}{dx}f[g(x)] \right|_{x=x₀} = f'(a) \cdot 0 = 0$
满足极值的必要条件。
步骤2:求复合函数的二阶导数
二阶导数为:
$\frac{d^2}{dx^2}f[g(x)] = f''(g(x)) \cdot [g'(x)]^2 + f'(g(x)) \cdot g''(x)$
在x₀处代入g(x₀)=a和g'(x₀)=0,得:
$\left. \frac{d^2}{dx^2}f[g(x)] \right|_{x=x₀} = f'(a) \cdot g''(x₀)$
步骤3:分析二阶导数的符号
题目中已知g''(x) < 0,因此g''(x₀) < 0。若要使复合函数在x₀处取得极大值,需:
$f'(a) \cdot g''(x₀) < 0$
由于g''(x₀) < 0,需f'(a) > 0,即选项B。