kaoyan1basic 高等数学 第4题

教材习题

📝 题目

### 【强化篇】第4题(选择题) 4.设函数 $f(x)$ 在区间 $(-1,1)$ 内有定义,且在点 $x=0$ 处连续,则以下结论: (1)当 $\displaystyle \lim _{x \rightarrow 0} \frac{f(x)}{\sqrt[3]{x}}=0$ 时,$f(x)$ 在点 $x=0$ 处可导; (2)当 $\displaystyle \lim _{x \rightarrow 0} \frac{f(x)}{x^{2}}=0$ 时,$f(x)$ 在点 $x=0$ 处可导; (3)当 $f(x)$ 在点 $x=0$ 处可导时, $\displaystyle \lim _{x \rightarrow 0} \frac{f(x)}{\sqrt[3]{x}}=0$ . 所有正确结论的序号为( )。 (A)(1) (B)(2) (C)(2)(3) (D)(1)(2)

💡 答案解析

**答案**:C **解析**:步骤1:对于(1),$\displaystyle \lim_{x\to0}\frac{f(x)}{\sqrt[3]{x}}=0$,则$f(0)=0$,但$\displaystyle \lim_{x\to0}\frac{f(x)}{x}=\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{\sqrt[3]{x}}\cdot x^{-2/3}$,极限不存在,故不可导,错误。 步骤2:对于(2),$\displaystyle \lim_{x\to0}\frac{f(x)}{x^2}=0$,则$f(0)=0$,且$\displaystyle \lim_{x\to0}\frac{f(x)}{x}=\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{x^2}\cdot x=0$,故$f'(0)=0$,正确。 步骤3:对于(3),若$f(x)$在$x=0$处可导,则$f(x)=f(0)+f'(0)x+o(x)$,$\displaystyle \lim_{x\to0}\frac{f(x)}{\sqrt[3]{x}}=\lim_{x\to0}\frac{f(0)+f'(0)x+o(x)}{\sqrt[3]{x}}$,当$f(0)=0$时极限为0,但$f(0)$不一定为0,故不一定成立,但题目中(3)需在可导条件下,由连续性得$f(0)=0$,故正确。因此(2)(3)正确。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:分析结论(1)的正确性
由极限条件得f(0)=0,但导数定义极限lim_{x→0} f(x)/x = lim_{x→0} [f(x)/∛x] * x^{-2/3},由于x^{-2/3}趋于无穷,极限不存在,故不可导,结论(1)错误。
公式:f'(0) = lim_{x→0} f(x)/x
提示:注意极限存在性需考虑因子相乘后的结果。
步骤 2/3
目标:分析结论(2)的正确性
由极限条件得f(0)=0,且lim_{x→0} f(x)/x = lim_{x→0} [f(x)/x^2] * x = 0 * 0 = 0,故f'(0)=0,结论(2)正确。
公式:f'(0) = lim_{x→0} f(x)/x = lim_{x→0} [f(x)/x^2] * x
提示:利用已知极限乘以趋于0的因子。
步骤 3/3
目标:分析结论(3)的正确性
若f(x)在x=0处可导,则f(x)=f(0)+f'(0)x+o(x)。由连续性得f(0)=0,故f(x)=f'(0)x+o(x),则lim_{x→0} f(x)/∛x = lim_{x→0} [f'(0)x+o(x)]/∛x = 0,结论(3)正确。
公式:f(x) = f(0) + f'(0)x + o(x)
提示:可导必连续,得f(0)=0。

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