题目
设f(x)具有二阶连续导数,且f′(0)=0,limx→0f″(x)|x|=1,则( )A. f(0)是f(x)的极大值B. f(0)是f(x)的极小值C. (0,f(0))是曲线y=f(x)的拐点D. f(0)不是f(x)的极值,(0,f(0))也不是曲线y=f(x)的拐点
设f(x)具有二阶连续导数,且f′(0)=0,
=1,则( )
A. f(0)是f(x)的极大值
B. f(0)是f(x)的极小值
C. (0,f(0))是曲线y=f(x)的拐点
D. f(0)不是f(x)的极值,(0,f(0))也不是曲线y=f(x)的拐点
| lim |
| x→0 |
| f″(x) |
| |x| |
A. f(0)是f(x)的极大值
B. f(0)是f(x)的极小值
C. (0,f(0))是曲线y=f(x)的拐点
D. f(0)不是f(x)的极值,(0,f(0))也不是曲线y=f(x)的拐点
题目解答
答案
首先,由 f′(0)=0 可知,x=0 为 f(x) 的一个驻点,为判断其是否为极值点,仅需判断 f″(x) 的符号.
因为
=1,由等价无穷小的概念可知,
f″(x)=0.
因为f(x)具有二阶连续导数,且
=1>0,由极限的保号性,存在δ>0,对于任意 0<|x|<δ,都有
>0,从而有 f″(x)>0.
从而,对于任意x∈[-δ,δ],都有 f″(x)≥0.由函数极值的判定定理可知,f(0)是极小值. 故 (B)正确,排除(A),(D).
由于 f″(x)≥0,故由拐点的定义可知,(0,f(0))不是 y=f(x) 的拐点,排除(C).
正确答案为(B).
因为
| lim |
| x→0 |
| f″(x) |
| |x| |
| lim |
| x→0 |
因为f(x)具有二阶连续导数,且
| lim |
| x→0 |
| f″(x) |
| |x| |
| f″(x) |
| |x| |
从而,对于任意x∈[-δ,δ],都有 f″(x)≥0.由函数极值的判定定理可知,f(0)是极小值. 故 (B)正确,排除(A),(D).
由于 f″(x)≥0,故由拐点的定义可知,(0,f(0))不是 y=f(x) 的拐点,排除(C).
正确答案为(B).
解析
考查要点:本题主要考查二阶导数在极值与拐点判断中的应用,以及极限的性质。
解题核心思路:
- 极值判定:利用二阶导数的符号变化判断极值。若二阶导数在驻点附近保持同号,则可能为极值点。
- 拐点判定:拐点要求凹凸性发生改变,即二阶导数的符号发生变化。
破题关键点:
- 由极限 $\lim_{x \to 0} \frac{f''(x)}{|x|} = 1$ 可知,$f''(x) \approx |x|$ 当 $x$ 接近 $0$ 时,因此 $f''(x) > 0$ 在 $x=0$ 附近成立。
- 结合二阶导数连续性,得出 $f''(0) = 0$,但 $f''(x)$ 在 $x=0$ 附近始终非负,故 $x=0$ 是极小值点。
- 由于 $f''(x)$ 符号未改变,$(0, f(0))$ 不是拐点。
极值判定
- 驻点条件:$f'(0) = 0$,说明 $x=0$ 是驻点。
- 二阶导数分析:
- 由 $\lim_{x \to 0} \frac{f''(x)}{|x|} = 1$,得 $f''(x) \approx |x|$ 当 $x \to 0$ 时。
- 因此,当 $x \neq 0$ 且靠近 $0$ 时,$f''(x) > 0$。
- 结合二阶导数连续性,$f''(0) = 0$,但 $f''(x) \geq 0$ 在 $x=0$ 附近成立。
- 极值结论:根据极值第二充分条件,$f(0)$ 是极小值。
拐点判定
- 凹凸性分析:若二阶导数符号不变,则无拐点。
- 结论:$f''(x) \geq 0$ 在 $x=0$ 附近始终成立,故 $(0, f(0))$ 不是拐点。