题目
函数 y = |x| 在 x = 0 处可导。()A. 正确B. 错误
函数 $y = |x|$ 在 $x = 0$ 处可导。()
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
本题考查函数可导性的判断,解题思路是根据函数在某点可导的定义,通过计算函数在该点的左导数和右导数,若左导数和右导数相等,则函数在该点可导,反之则不可导。
根据函数在某点$x_0$处可导的定义,函数$y = f(x)$在$x = x_0$处的导数$f^\prime(x_0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{\Delta y}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)}{\Delta x}$。
对于函数$y = |x|$,在$x = 0$处,需要分别计算左导数和右导数:
- 计算左导数$f_{-}^\prime(0)$:
左导数是指$\Delta x$从左侧趋近于$0$,即$\Delta x\lt0$,此时$f(x)= -x$。
$f_{-}^\prime(0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0^-} \frac{f(0 + \Delta x) - f(0)}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0^-} \frac{|\Delta x| - |0|}{\Delta x}$
因为$\Delta x\lt0$,所以$|\Delta x| = -\Delta x$,则$f_{-}^\prime(0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0^-} \frac{-\Delta x - 0}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0^-} (-1)= -1$。 - 计算右导数$f_{+}^\prime(0)$:
右导数是指$\Delta x$从右侧趋近于$0$,即$\Delta x\gt0$,此时$f(x)= x$。
$f_{+}^\prime(0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0^+} \frac{f(0 + \Delta x) - f(0)}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0^+} \frac{|\Delta x| - |0|}{\Delta x}$
因为$\Delta x\gt0$,所以$|\Delta x| = \Delta x$,则$f_{+}^\prime(0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0^+} \frac{\Delta x - 0}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0^+} 1 = 1$。
由于左导数$f_{-}^\prime(0)= -1$,右导数$f_{+}^\prime(0)= 1$,$f_{-}^\prime(0)\neq f_{+}^\prime(0)$,所以函数$y = |x|$在$x = 0$处不可导。