kaoyan2advanced 高等数学 第93题

教材习题

📝 题目

### 第93题

设有命题

(1)若 $f(x)$ 在 $x_{0}$ 处可导,则 $|f(x)|$ 在 $x_{0}$ 处可导。 (2)若 $|f(x)|$ 在 $x_{0}$ 处可导,则 $f(x)$ 在 $x_{0}$ 处可导. (3)若 $f(x)$ 在 $x_{0}$ 处可导,且 $f\left(x_{0}\right)=0, f^{\prime}\left(x_{0}\right) \neq 0$ ,则 $|f(x)|$ 在 $x_{0}$ 处不可导. (4)若 $f(x)$ 在 $x_{0}$ 处连续,且 $|f(x)|$ 在 $x_{0}$ 处可导,则 $f(x)$ 在 $x_{0}$ 处可导. 则上述命题中正确的个数为 (A) 0 . (B) 1 . (C) 2 . (D) 3 .

💡 答案解析

**答案**:B **解析**:步骤1:命题(1)错误,反例$f(x)=\begin{cases}1,&x\geq0\\-1,&x<0\end{cases}$,$|f(x)|=1$可导,但$f(x)$在0处不可导。步骤2:命题(2)错误,反例$f(x)=\begin{cases}1,&x\in\mathbb{Q}\\-1,&x\notin\mathbb{Q}\end{cases}$,$|f(x)|=1$可导,但$f(x)$不连续。步骤3:命题(3)正确,若$f(x_0)=0$,$f'(x_0)\neq0$,则$|f(x)|$在$x_0$处左右导数分别为$\pm|f'(x_0)|$,不相等,故不可导。步骤4:命题(4)错误,反例$f(x)=\begin{cases}x,&x\geq0\\-x,&x<0\end{cases}$,$|f(x)|=|x|$在0处可导?实际上$|x|$在0处不可导,需另找:$f(x)=x$,$|f(x)|=|x|$在0处不可导,不满足条件。取$f(x)=x^2$,$|f(x)|=x^2$可导,$f(x)$也可导,但这不是反例。反例:$f(x)=\begin{cases}x,&x\geq0\\0,&x<0\end{cases}$,$|f(x)|=\begin{cases}x,&x\geq0\\0,&x<0\end{cases}$在0处可导(导数为0),但$f(x)$在0处不可导(左导0,右导1)。故(4)错误。综上,只有(3)正确,个数为1。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/5
目标:分析命题(1)
命题(1)错误。反例:取 $f(x)=\begin{cases}1, & x\geq 0 \\ -1, & x<0\end{cases}$,则 $f(x)$ 在 $x=0$ 处不可导(左右导数不相等),但 $|f(x)|=1$ 在 $x=0$ 处可导(导数为0)。因此,$f(x)$ 可导不能推出 $|f(x)|$ 可导。
提示:可导性不保证绝对值可导,需考虑符号变化
步骤 2/5
目标:分析命题(2)
命题(2)错误。反例:取 $f(x)=\begin{cases}1, & x\in\mathbb{Q} \\ -1, & x\notin\mathbb{Q}\end{cases}$,则 $|f(x)|=1$ 在任意点可导,但 $f(x)$ 处处不连续,故不可导。因此,$|f(x)|$ 可导不能推出 $f(x)$ 可导。
提示:绝对值可导不能推出原函数可导
步骤 3/5
目标:分析命题(3)
命题(3)正确。已知 $f(x_0)=0$,$f'(x_0)\neq0$。考虑 $|f(x)|$ 在 $x_0$ 处的左右导数: 左导数:$\lim\limits_{x\to x_0^-}\frac{|f(x)|-|f(x_0)|}{x-x_0}=\lim\limits_{x\to x_0^-}\frac{|f(x)|}{x-x_0}$。由于 $f'(x_0)\neq0$,在 $x_0$ 附近 $f(x)$ 变号,故 $|f(x)|$ 在 $x_0$ 左侧的导数符号与 $f'(x_0)$ 相反,右导数符号与 $f'(x_0)$ 相同,因此左右导数分别为 $\pm|f'(x_0)|$,不相等,故 $|f(x)|$ 在 $x_0$ 处不可导。
公式:$$\lim\limits_{x\to x_0^-}\frac{|f(x)|-|f(x_0)|}{x-x_0}=\lim\limits_{x\to x_0^-}\frac{|f(x)|}{x-x_0}$$
提示:注意f(x)变号导致左右导数符号相反
步骤 4/5
目标:分析命题(4)
命题(4)错误。反例:取 $f(x)=\begin{cases}x, & x\geq 0 \\ 0, & x<0\end{cases}$,则 $f(x)$ 在 $x=0$ 处连续,但不可导(左导数为0,右导数为1)。而 $|f(x)|=\begin{cases}x, & x\geq 0 \\ 0, & x<0\end{cases}$ 在 $x=0$ 处可导(导数为0)。因此,$f(x)$ 连续且 $|f(x)|$ 可导不能推出 $f(x)$ 可导。
提示:注意绝对值函数可导性不能反推原函数可导
步骤 5/5
目标:总结正确命题个数
四个命题中,只有命题(3)正确,因此正确个数为1。
提示:注意可导性与绝对值的关系

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