题目
1.单选题(4分) 函数y=|x|在x=0处()A. 无定义B. 有定义,但不连续C. 连续,但不可导D. 连续且可导
1.单选题(4分) 函数$y=|x|$在x=0处()
A. 无定义
B. 有定义,但不连续
C. 连续,但不可导
D. 连续且可导
题目解答
答案
C. 连续,但不可导
解析
本题考查函数在某点处的定义、连续性与可导性的知识。解题思路是先判断函数在该点是否有定义,再根据连续性和可导性的定义分别判断函数在该点是否连续和可导。
- 判断函数在$x = 0$处是否有定义:
对于函数$y = |x|$,根据绝对值的定义,当$x = 0$时,$y=\vert 0\vert = 0$,所以函数$y = |x|$在$x = 0$处有定义。 - 判断函数在$x = 0$处是否连续:
函数在某点连续的定义为$\lim\limits_{x \to x_0} f(x) = f(x_0)$。- 计算$\lim\limits_{x \to 0} |x|$:
当$x\to 0^+$(即$x$从右侧趋近于$0$)时,$x\gt0$,$\vert x\vert = x$,则$\lim\limits_{x \to 0^+} |x|=\lim\limits_{x \to 0^+} x = 0$;
当$x\to 0^-$(即$x$从左侧趋近于$0$)时,$x\lt0$,$\vert x\vert = -x$,则$\lim\limits_{x \to 0^-} |x|=\lim\limits_{x \to 0^-} (-x) = 0$。
因为$\lim\limits_{x \to 0^+} |x| = \lim\limits_{x \to 0^-} |x| = 0$,所以$\lim\limits_{x \to 0} |x| = 0$。
又因为$f(0)=\vert 0\vert = 0$,即$\lim\limits_{x \to 0} |x| = f(0)$,所以函数$y = |x|$在$x = 0$处连续。
- 计算$\lim\limits_{x \to 0} |x|$:
- 判断函数在$x = 0$处是否可导:
函数在某点可导的定义为$f^\prime(x_0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)}{\Delta x}$存在。- 计算左导数$f_-'(0)$:
$f_-'(0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0^-} \frac{f(0 + \Delta x) - f(0)}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0^-} \frac{\vert \Delta x\vert - 0}{\Delta x}$,因为$\Delta x\to 0^-$时,$\Delta x\lt0$,$\vert \Delta x\vert = -\Delta x$,所以$f_-'(0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0^-} \frac{-\Delta x}{\Delta x} = -1$。 - 计算右导数$f_+'(0)$:
$f_+'(0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0^+} \frac{f(0 + \Delta x) - f(0)}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0^+} \frac{\vert \Delta x\vert - 0}{\Delta x}$,因为$\Delta x\to 0^+$时,$\Delta x\gt0$,$\vert \Delta x\vert = \Delta x$,所以$f_+'(0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0^+} \frac{\Delta x}{\Delta x} = 1$。
由于$f_-'(0)= -1\neq f_+'(0)= 1$,即左导数不等于右导数,所以函数$y = |x|$在$x = 0$处不可导。
- 计算左导数$f_-'(0)$: