题目
【例2.4】(2018数一、二、三)下列函数中,在x=0处不可导的是()A. f(x)=|x|sin|x|.B. f(x)=|x|sinsqrt(|x|).C. f(x)=cos|x|.D. f(x)=cossqrt(|x|).
【例2.4】(2018数一、二、三)下列函数中,在x=0处不可导的是()
A. $f(x)=|x|\sin|x|.$
B. $f(x)=|x|\sin\sqrt{|x|}.$
C. $f(x)=\cos|x|.$
D. $f(x)=\cos\sqrt{|x|}.$
题目解答
答案
D. $f(x)=\cos\sqrt{|x|}.$
解析
考查要点:本题主要考查函数在某点的可导性判断,需要掌握导数的定义及左右导数的计算方法,尤其注意绝对值函数在分段点处的导数是否存在。
解题核心思路:
- 导数定义:函数在$x=0$处可导的充要条件是左右导数存在且相等。
- 分段分析:对于含绝对值的函数,需分别考虑$x>0$和$x<0$的情况,代入导数定义式计算左右极限。
- 关键点:当函数中出现$\sqrt{|x|}$时,展开或近似时需注意符号和收敛性,可能导致左右导数不相等。
选项分析
(A) $f(x)=|x|\sin|x|$
- 导数定义:
$f'(0) = \lim_{h \to 0} \frac{|h|\sin|h|}{h}$- 当$h \to 0^+$时,$|h|=h$,极限为$\lim_{h \to 0^+} \frac{h \sin h}{h} = 0$。
- 当$h \to 0^-$时,$|h|=-h$,极限为$\lim_{h \to 0^-} \frac{-h \sin(-h)}{h} = 0$。
结论:左右导数均为$0$,可导。
(B) $f(x)=|x|\sin\sqrt{|x|}$
- 导数定义:
$f'(0) = \lim_{h \to 0} \frac{|h|\sin\sqrt{|h|}}{h}$- 当$h \to 0^+$时,$|h|=h$,极限为$\lim_{h \to 0^+} \frac{h \sin\sqrt{h}}{h} = 0$(因$\sin\sqrt{h} \sim \sqrt{h}$)。
- 当$h \to 0^-$时,$|h|=-h$,极限为$\lim_{h \to 0^-} \frac{-h \sin\sqrt{-h}}{h} = 0$。
结论:左右导数均为$0$,可导。
(C) $f(x)=\cos|x|$
- 导数定义:
$f'(0) = \lim_{h \to 0} \frac{\cos|h| - 1}{h}$- 当$h \to 0^+$时,$\cos h \sim 1 - \frac{h^2}{2}$,极限为$\lim_{h \to 0^+} \frac{-h^2/2}{h} = 0$。
- 当$h \to 0^-$时,$\cos(-h) = \cos h \sim 1 - \frac{h^2}{2}$,极限为$\lim_{h \to 0^-} \frac{-h^2/2}{h} = 0$。
结论:左右导数均为$0$,可导。
(D) $f(x)=\cos\sqrt{|x|}$
- 导数定义:
$f'(0) = \lim_{h \to 0} \frac{\cos\sqrt{|h|} - 1}{h}$- 当$h \to 0^+$时,$\cos\sqrt{h} \sim 1 - \frac{h}{2}$,极限为$\lim_{h \to 0^+} \frac{-h/2}{h} = -\frac{1}{2}$。
- 当$h \to 0^-$时,$\cos\sqrt{-h} \sim 1 - \frac{-h}{2}$,极限为$\lim_{h \to 0^-} \frac{-(-h)/2}{h} = \frac{1}{2}$。
结论:左右导数不相等,不可导。