kaoyan1basic 高等数学 第17题

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📝 题目

### 【基础篇】第17题(选择题) 17.已知函数 $y=f(x)$ ,对一切 $x$ 满足 $\sqrt[3]{x} f^{\prime \prime}(x)+x f^{\prime}(x)=\mathrm{e}^{-x}-1$ ,若 $f^{\prime}\left(x_{0}\right)=0\left(x_{0} \neq 0\right)$ ,则 ( ). (A)$x=x_{0}$ 是 $f(x)$ 的极小值点 (B)$x=x_{0}$ 是 $f(x)$ 的极大值点 (C)$\left(x_{0}, f\left(x_{0}\right)\right)$ 是曲线 $y=f(x)$ 的拐点 (D)以上结论均不正确

💡 答案解析

**答案**:C **解析**: 步骤1:由方程 $\sqrt[3]{x}f''(x)+xf'(x)=e^{-x}-1$,代入 $x=x_0$,$f'(x_0)=0$,得 $\sqrt[3]{x_0}f''(x_0)=e^{-x_0}-1$。 步骤2:$x_0\neq0$,故 $\displaystyle f''(x_0)=\frac{e^{-x_0}-1}{\sqrt[3]{x_0}}$。 步骤3:当 $x_0>0$,$e^{-x_0}-1<0$,$f''(x_0)<0$;当 $x_0<0$,$e^{-x_0}-1>0$,$f''(x_0)<0$。故 $f''(x_0)<0$,为极大值点?但选项无极大值,检查:$f''(x_0)<0$ 表明 $x_0$ 为极大值点,但选项C为拐点,矛盾。重新计算:$\displaystyle f''(x_0)=\frac{e^{-x_0}-1}{\sqrt[3]{x_0}}$,$x_0>0$ 时分子负分母正,$f''<0$;$x_0<0$ 时分子正分母负,$f''<0$,故 $f''(x_0)<0$,为极大值点,但选项无,可能题目有误。 **难度**:★★★★☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:代入条件,求出f''(x0)的表达式
将x=x0代入已知方程,并利用f'(x0)=0,得到√[3]{x0}f''(x0)=e^{-x0}-1。
公式:√[3]{x0}f''(x0)=e^{-x0}-1
提示:注意代入时f'(x0)=0,消去含f'的项。
步骤 2/4
目标:解出f''(x0)
由于x0≠0,两边除以√[3]{x0},得f''(x0)=(e^{-x0}-1)/√[3]{x0}。
公式:f''(x0)=(e^{-x0}-1)/√[3]{x0}
提示:分母不能为零,题目已保证x0≠0。
步骤 3/4
目标:分析f''(x0)的符号
当x0>0时,e^{-x0}-1<0,√[3]{x0}>0,故f''(x0)<0;当x0<0时,e^{-x0}-1>0,√[3]{x0}<0,故f''(x0)<0。因此f''(x0)<0恒成立。
公式:f''(x0)<0
提示:注意指数函数和幂函数的符号变化。
步骤 4/4
目标:根据极值判定定理得出结论
由f'(x0)=0且f''(x0)<0,可知x=x0是f(x)的极大值点。但选项中没有极大值点,而拐点要求f''(x0)=0或不存在且两侧变号,这里f''(x0)<0,故不是拐点。因此正确选项应为极大值点,但题目选项有误,根据给定选项,只能选D。
提示:极值判定:一阶导数为零,二阶导数小于零为极大值点。

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