题目
已知函数y=f(x)对一切的x满足xf”(x)+3x[f’(x)]2=1—e—x,若f’(x0)=0(x0≠0),则( )A. f(x0)是f(x)的极大值B. f(x0)是f(x)的极小值C. (x0 ,f(x0))是曲线y=f(x)的拐点D. f(x0)不是f(x)的极值,(x0,f(x0))也不是曲线y=f(x)的拐点
已知函数y=f(x)对一切的x满足xf”(x)+3x[f’(x)]2=1—e—x,若f’(x0)=0(x0≠0),则( )
A. f(x0)是f(x)的极大值
B. f(x0)是f(x)的极小值
C. (x0 ,f(x0))是曲线y=f(x)的拐点
D. f(x0)不是f(x)的极值,(x0,f(x0))也不是曲线y=f(x)的拐点
题目解答
答案
B. f(x0)是f(x)的极小值
解析
考查要点:本题主要考查利用导数判断函数极值的能力,涉及二阶导数的符号分析及微分方程的应用。
解题核心思路:
- 引入变量替换,将原方程转化为关于一阶导数的微分方程。
- 代入条件 $f'(x_0)=0$,直接计算 $f''(x_0)$ 的表达式。
- 分析二阶导数的符号,结合极值的第二充分条件判断极值类型。
破题关键点:
- 通过方程变形快速得到 $f''(x_0)$ 的表达式,避免求解原函数。
- 分情况讨论 $x_0$ 的正负对 $f''(x_0)$ 符号的影响,统一得出正数结论。
步骤1:变量替换简化方程
令 $y = f'(x)$,则 $f''(x) = \frac{dy}{dx}$。原方程变为:
$x \frac{dy}{dx} + 3x y^2 = 1 - e^{-x}$
步骤2:代入条件 $f'(x_0)=0$
在 $x = x_0$ 处,$y = 0$,代入方程得:
$x_0 \cdot f''(x_0) = 1 - e^{-x_0}$
解得:
$f''(x_0) = \frac{1 - e^{-x_0}}{x_0}$
步骤3:分析 $f''(x_0)$ 的符号
- 当 $x_0 > 0$ 时:
分母 $x_0 > 0$,分子 $1 - e^{-x_0} > 0$(因 $e^{-x_0} < 1$),故 $f''(x_0) > 0$。 - 当 $x_0 < 0$ 时:
分母 $x_0 < 0$,分子 $1 - e^{-x_0} = 1 - e^{|x_0|} < 0$(因 $e^{|x_0|} > 1$),故 $f''(x_0) > 0$。
结论:无论 $x_0$ 正负,$f''(x_0) > 0$,根据极值的第二充分条件,$x_0$ 是极小值点。