题目
设函数f(x)连续,给出下列四个条件 (1)lim_(xto0)(|f(x)|-f(0))/(x)存在;(2)lim_(xto0)(f(x)-|f(0)|)/(x)存在; (3)lim_(xto0)(|f(x)|)/(x)存在;(4)lim_(xto0)(|f(x)|-|f(0)|)/(x)存在; 其中能得到“f(x)在x=0处可导”的条件个数是 (A.)1. (B.)2. (C.)3. (D.)4.
设函数f(x)连续,给出下列四个条件 (1)$\lim_{x\to0}\frac{|f(x)|-f(0)}{x}$存在;(2)$\lim_{x\to0}\frac{f(x)-|f(0)|}{x}$存在; (3)$\lim_{x\to0}\frac{|f(x)|}{x}$存在;(4)$\lim_{x\to0}\frac{|f(x)|-|f(0)|}{x}$存在; 其中能得到“f(x)在x=0处可导”的条件个数是 (
A.)1. (
B.)2. (
C.)3. (
D.)4.
A.)1. (
B.)2. (
C.)3. (
D.)4.
题目解答
答案
为了确定哪些条件能得到“f(x)在x=0处可导”,我们需要分析每个条件并看它们是否意味着f(x)在x=0处的导数存在。f(x)在x=0处的导数定义为:
\[ f'(0) = \lim_{x \to 0} \frac{f(x) - f(0)}{x} \]
让我们逐一分析每个条件:
1. $\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)| - f(0)}{x}$存在:
- 如果 $f(0) > 0$,那么对于x足够接近0, $|f(x)| = f(x)$(因为f(x)连续且接近f(0))。因此,极限变为 $\lim_{x \to 0} \frac{f(x) - f(0)}{x}$,这是 $f'(0)$。所以,这个极限存在意味着 $f'(0)$存在。
- 如果 $f(0) < 0$,那么对于x足够接近0, $|f(x)| = -f(x)$。因此,极限变为 $\lim_{x \to 0} \frac{-f(x) - f(0)}{x} = -\lim_{x \to 0} \frac{f(x) + f(0)}{x}$。这个极限存在并不一定意味着 $f'(0)$存在,因为 $f(x) + f(0)$的极限存在并不意味着 $f(x) - f(0)$的极限存在。
- 如果 $f(0) = 0$,那么极限变为 $\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}$。这个极限存在并不一定意味着 $f'(0)$存在,因为 $|f(x)|$的极限存在并不意味着 $f(x)$的极限存在(例如,考虑 $f(x) = x \sin \frac{1}{x}$)。
- 因此,这个条件并不总是意味着 $f(x)$在 $x=0$处可导。
2. $\lim_{x \to 0} \frac{f(x) - |f(0)|}{x}$存在:
- 如果 $f(0) > 0$,那么 $|f(0)| = f(0)$,所以极限变为 $\lim_{x \to 0} \frac{f(x) - f(0)}{x}$,这是 $f'(0)$。所以,这个极限存在意味着 $f'(0)$存在。
- 如果 $f(0) < 0$,那么 $|f(0)| = -f(0)$,所以极限变为 $\lim_{x \to 0} \frac{f(x) + f(0)}{x}$。这个极限存在并不一定意味着 $f'(0)$存在,因为 $f(x) + f(0)$的极限存在并不意味着 $f(x) - f(0)$的极限存在。
- 如果 $f(0) = 0$,那么极限变为 $\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x}$。这个极限存在意味着 $f'(0)$存在。
- 因此,这个条件并不总是意味着 $f(x)$在 $x=0$处可导。
3. $\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}$存在:
- 如果 $f(0) \neq 0$,那么 $f(x)$在0附近不改变符号,所以 $|f(x)| = f(x)$或 $|f(x)| = -f(x)$。在任一情况下,极限 $\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}$存在并不一定意味着 $f'(0)$存在。
- 如果 $f(0) = 0$,那么极限变为 $\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}$。这个极限存在并不一定意味着 $f'(0)$存在,因为 $|f(x)|$的极限存在并不意味着 $f(x)$的极限存在(例如,考虑 $f(x) = x \sin \frac{1}{x}$)。
- 因此,这个条件并不总是意味着 $f(x)$在 $x=0$处可导。
4. $\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)| - |f(0)|}{x}$存在:
- 如果 $f(0) > 0$,那么 $|f(0)| = f(0)$,所以极限变为 $\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)| - f(0)}{x}$。对于x足够接近0, $|f(x)| = f(x)$,所以极限变为 $\lim_{x \to 0} \frac{f(x) - f(0)}{x}$,这是 $f'(0)$。所以,这个极限存在意味着 $f'(0)$存在。
- 如果 $f(0) < 0$,那么 $|f(0)| = -f(0)$,所以极限变为 $\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)| + f(0)}{x}$。对于x足够接近0, $|f(x)| = -f(x)$,所以极限变为 $\lim_{x \to 0} \frac{-f(x) + f(0)}{x} = -\lim_{x \to 0} \frac{f(x) - f(0)}{x}$,这是 $-f'(0)$。所以,这个极限存在意味着 $f'(0)$存在。
- 如果 $f(0) = 0$,那么极限变为 $\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}$。这个极限存在并不一定意味着 $f'(0)$存在,因为 $|f(x)|$的极限存在并不意味着 $f(x)$的极限存在(例如,考虑 $f(x) = x \sin \frac{1}{x}$)。
- 因此,这个条件并不总是意味着 $f(x)$在 $x=0$处可导。
从分析中,我们看到只有条件(1)和(2)在 $f(0) \neq 0$时意味着 $f(x)$在 $x=0$处可导。然而,由于题目要求得到“f(x)在 $x=0$处可导”的条件个数,而条件(1)和(2)在 $f(0) = 0$时不一定意味着可导,我们得出结论,没有条件总是意味着 $f(x)$在 $x=0$处可导。
因此,正确答案是 $\boxed{A}$。