kaoyan1advanced 高等数学 第82题

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📝 题目

### 第82题

设 $f(x)$ 有二阶连续导数,且 $\displaystyle \lim _{x \rightarrow 0} \frac{f^{\prime \prime}(x)}{x}=-1$ ,则 (A)$f(0)$ 是 $f(x)$ 的极小值. (B)$f(0)$ 是 $f(x)$ 的极大值. (C)$(0, f(0))$ 是曲线 $y=f(x)$ 的拐点. (D)$x=0$ 是驻点,但 $f(0)$ 不是极值.

💡 答案解析

**答案**:C **解析**: 步骤1:由$\displaystyle \lim_{x\to0}\frac{f''(x)}{x}=-1$,得$f''(0)=0$,且$f''(x)$在$x=0$附近变号(因极限为负,$x>0$时$f''(x)<0$,$x<0$时$f''(x)>0$)。 步骤2:故$(0,f(0))$是拐点。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/5
目标:利用极限条件推导f''(0)的值
由已知极限 $\displaystyle \lim_{x \to 0} \frac{f''(x)}{x} = -1$,由于分母 $x \to 0$,极限存在且为有限值 $-1$,因此分子 $f''(x)$ 也必须趋于 $0$。又因为 $f(x)$ 有二阶连续导数,所以 $f''(x)$ 在 $x=0$ 处连续,故 $f''(0) = \lim_{x \to 0} f''(x) = 0$。
提示:注意极限存在且分母趋于0时分子必趋于0
步骤 2/5
目标:分析f''(x)在x=0附近的符号变化
由极限 $\displaystyle \lim_{x \to 0} \frac{f''(x)}{x} = -1$ 可知,当 $x$ 充分接近 $0$ 时,$\frac{f''(x)}{x}$ 与 $-1$ 同号,即 $\frac{f''(x)}{x} < 0$。因此: - 当 $x > 0$ 时,$x > 0$,则 $f''(x) < 0$; - 当 $x < 0$ 时,$x < 0$,则 $f''(x) > 0$。 所以 $f''(x)$ 在 $x=0$ 左右两侧变号。
公式:$$\lim_{x \to 0} \frac{f''(x)}{x} = -1$$
提示:注意极限符号与不等式推导
步骤 3/5
目标:判断拐点条件
拐点的判定定理:若 $f''(x_0)=0$ 且 $f''(x)$ 在 $x_0$ 左右两侧变号,则点 $(x_0, f(x_0))$ 是曲线 $y=f(x)$ 的拐点。这里 $x_0=0$,$f''(0)=0$,且 $f''(x)$ 在 $x=0$ 左侧为正、右侧为负,满足变号条件,因此 $(0, f(0))$ 是拐点。
提示:注意二阶导数为0且变号才是拐点
步骤 4/5
目标:排除其他选项
选项(A)和(B)涉及极值,但极值需通过 $f'(x)$ 的符号或 $f''(x)$ 的符号判断。题目未给出 $f'(0)$ 的信息,无法确定 $x=0$ 是否为驻点,故不能直接判定极值。选项(D)说 $x=0$ 是驻点,但由已知条件无法推出 $f'(0)=0$,因此也不正确。
提示:极值需驻点条件,未给f'(0)无法判断
步骤 5/5
目标:得出最终答案
综合以上分析,正确选项为(C):$(0, f(0))$ 是曲线 $y=f(x)$ 的拐点。
提示:注意拐点判定需结合二阶导变号

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