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数学
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下列有命题中,错误的是(,,,,,,,,)A、若f(x)在x=(x)_(0)取得极值,则f'((x)_(0))=0或f(x)在x=(x)_(0)不可导B、若f'((x)_(0))=0或f(x)在x=(x)_(0)不可导,则f(x)在x=(x)_(0)处不一定取得极值C、若f''((x)_(0))=0或f(x)在x=(x)_(0)处二阶导数不存在,则((x)_(0),f((x)_(0)))是曲线y=f(x)的一个拐点D、若((x)_(0),f((x)_(0)))是曲线y=f(x)的拐点,则f''((x)_(0))=0或f(x)在x=(x)_(0)处二阶导数不存在

下列有命题中,错误的是$\left(\,\,\,\,\,\,\,\,\right)$

$A、$若$f\left(x\right)$在$x={x}_{0}$取得极值,则$f'\left({x}_{0}\right)=0$或$f\left(x\right)$在$x={x}_{0}$不可导

$B、$若$f'\left({x}_{0}\right)=0$或$f\left(x\right)$在$x={x}_{0}$不可导,则$f\left(x\right)$在$x={x}_{0}$处不一定取得极值

$C、$若$f''\left({x}_{0}\right)=0$或$f\left(x\right)$在$x={x}_{0}$处二阶导数不存在,则$\left({x}_{0},f\left({x}_{0}\right)\right)$是曲线$y=f\left(x\right)$的一个拐点

$D、$若$\left({x}_{0},f\left({x}_{0}\right)\right)$是曲线$y=f\left(x\right)$的拐点,则$f''\left({x}_{0}\right)=0$或$f\left(x\right)$在$x={x}_{0}$处二阶导数不存在

题目解答

答案

解析

本题主要考查函数极值点和曲线拐点的相关知识。解题的关键在于理解函数取得极值的条件以及曲线拐点的判定条件,并通过具体例子来判断各个命题的正确性。

选项A

根据函数极值的必要条件:设函数$y = f(x)$在点$x_0$处可导,且在$x_0$处取得极值,那么$f^\prime(x_0)=0$。同时,函数在某点不可导时也可能取得极值,例如$y = |x|$在$x = 0$处不可导,但$x = 0$是函数的极小值点。所以若$f(x)$在$x = x_0$取得极值,则$f^\prime(x_0)=0$或$f(x)$在$x = x_0$不可导,该选项正确。

选项B

当$f^\prime(x_0)=0$或$f(x)$在$x = x_0$不可导时,$x_0$不一定是极值点。例如$f(x)=x^3$,$f^\prime(x)=3x^2$,$f^\prime(0)=0$,但在$x = 0$两侧函数的单调性相同,$x = 0$不是极值点。所以若$f^\prime(x_0)=0$或$f(x)$在$x = x_0$不可导,则$f(x)$在$x = x_0$处不一定取得极值,该选项正确。

选项C

判断$(x_0,f(x_0))$是曲线$y = f(x)$的拐点,不仅要求$f^{\prime\prime}(x_0)=0$或$f(x)$在$x = x_0$处二阶导数不存在,还需要在$x_0$两侧$f^{\prime\prime}(x)$异号。对于$f(x)=x^5$,求一阶导数$f^\prime(x)=\frac{d}{dx}(x^5)=5x^4$,再求二阶导数$f^{\prime\prime}(x)=\frac{d}{dx}(5x^4)=20x^3$,$f^{\prime\prime}(0)=20\times0^3 = 0$。当$x\lt0$时,$f^{\prime\prime}(x)=20x^3\lt0$,曲线是凸的;当$x\gt0$时,$f^{\prime\prime}(x)=20x^3\gt0$,曲线是凹的,在$x = 0$两侧$f^{\prime\prime}(x)$异号,$(0,f(0))$是曲线$y = f(x)$的拐点。而原答案中说$x = 0$不是$f(x)=x^5$的拐点是错误的,该选项错误。

选项D

若$(x_0,f(x_0))$是曲线$y = f(x)$的拐点,那么在$x_0$两侧$f^{\prime\prime}(x)$异号,此时可能$f^{\prime\prime}(x_0)=0$,也可能$f(x)$在$x = x_0$处二阶导数不存在。例如$y = \sqrt[3]{x}$,$y^\prime=\frac{1}{3}x^{-\frac{2}{3}}$,$y^{\prime\prime}=-\frac{2}{9}x^{-\frac{5}{3}}$,在$x = 0$处二阶导数不存在,但$(0,0)$是曲线的拐点。所以若$(x_0,f(x_0))$是曲线$y = f(x)$的拐点,则$f^{\prime\prime}(x_0)=0$或$f(x)$在$x = x_0$处二阶导数不存在,该选项正确。

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