导数定义与局部线性化

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题型总纲

若 在 处可导,则,题目中的自变量常被改写成 。先确认 ,再用局部线性式;遇到差商时,还要保留 与外层分母的比值。

必考

880 第2章基础填空 4

原题

设 存在,,且,则 ____。

解析

令 ,则 。取对数:

故

条件只含 的主项,无法确定导数符号。

880 第2章基础填空 10

原题

设 是连续函数,且,则____。

解析

令 ,则,由连续性得 ,进而 。记 ,局部线性化给出,于是

880 第2章基础解答 11

原题

设函数 在 处连续,且,证明: 在 处可导,并求 。

解析

先提取幂指函数的最低阶主项:,原条件化为,故 。连续性又给出 ,所以

模板:含未知函数的极限先把已知部分展开到分母同阶,再将剩余极限整理成导数差商。

1000 基础篇第3章 1

原题

设 ,且 存在,则____。

解析,而 ,,故极限为

1000 基础篇第3章 3

原题

设连续函数 满足,且 ,则 的值为( )。

  • (A)
  • (B)
  • (C)
  • (D)

解析

令 ,则 ,且 。因此,再令 :,选 。

1000 基础篇第3章 5

原题

设,且 ,则 ____。

解析

当 时,, 等价于 ,夹逼得

1000 基础篇第3章 6

原题

设可导函数 ,则____。

解析

令 。由 ,

1000 基础篇第3章 12

原题

设 在 处可导,,则____。

解析

两端分别在 处线性化:

又 、,故极限为

1000 强化篇第3章 4

原题

设函数 在区间 内有定义,且在 处连续。判断:

  1. 当 时, 在 处可导;
  2. 当 时, 在 处可导;
  3. 当 在 处可导时,。

所有正确结论的序号为( )。

  • (A) ①
  • (B) ②
  • (C) ②③
  • (D) ①②

解析

②中 ,连续性给出 ,从而,所以可导且 。

①可取 ;它满足 ,在 处不可导。③可取常函数 。故只有②正确,选 。

1000 强化篇第3章 15

原题

已知 在曲线 上,且曲线在该点与有公共切线,则

____。

解析

公共切线给出,因此

1000 强化篇第3章 16

原题

设 在 处可导,且 ,计算,

解析

故

1000 强化篇第3章 20

原题

已知函数 在 处可导,且,求 。

解析

线性化得

分子含常数项 ;极限有限,故 。比较 系数:,所以

1000 强化篇第3章 21

原题

设 是非负连续函数,且,求 。

解析

极限有限且分母趋于 ,故 。由非负性,。分解为

第二个因子趋于 ,所以第一个因子的极限必存在, 在 处可导,且,所以 。

1000 强化篇第3章 22

原题

已知,可导函数 在 处取得极值。计算,

解析

Fermat 定理给出 。同时,因此,所求极限为 。

拓展

1000 基础篇第3章 4

原题

设 在 处可导,,则____。

解析

1000 基础篇第3章 9

原题

设函数 在 处可导, 是自变量增量为 时的函数值增量,则( )。

  • (A)
  • (B)
  • (C)
  • (D)

解析

,,故极限为 ,选 。

1000 基础篇第3章 13

原题

设 为在 处可导的奇函数,则____。

解析

奇函数给出 。由 ,极限为

1000 强化篇第3章 2

原题

设 恒成立,,其中 为非零常数,则 在 处( )。

  • (A) 可导且
  • (B) 可导且
  • (C) 可导且
  • (D) 不可导

解析

选 。

1000 强化篇第3章 7

原题

设 ,,求,

解析

提取共同指数:

将指数中的增量直接除以 :

又有 ,且 ,故原极限为

1000 强化篇第3章 18

原题

设,则 ____。

解析

在 处,分子为 、分母为 ,故商法则只留下分子的导数:

1000 强化篇第3章 19

原题

设,则____。

解析

原条件同时给出 。拆成复合差商:

题库补充

作分母时回到导数定义

原题

  1. 设 在 处连续,且 ,证明
  1. 若只知 ,求同一极限,并说明可用条件的边界。

解析

两问都可直接拆为

第二问只给出点态导数,以上证明仍完全成立。洛必达法要求 在 的去心右邻域内可导,并要求 有极限;仅知 时没有这些条件。第一问的导函数连续条件可以支持洛必达,但超出了本题所需条件。

由二阶小量条件反推

原题

设 , 在 上有定义,,且,证明 在 处可导,并求 。

解析

目标差商为 。把题设改写为

由,且题设左端整体趋于 ,可直接隔离差商:

故

标准函数的二阶主项也可由积分直接验证:

令 ,则

积分表示把扣除线性项后的二阶余量化为固定区间上的加权平均。

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