在探讨考研数学中导数与极限的定义题时,我们常遇到的是对函数在某一点处导数存在的判断和极限值的求解。以下是一道典型的考研数学导数极限定义题:
题目:已知函数$f(x)=x^3-3x+2$,求证:在$x=1$处$f(x)$的导数存在,并求出其值。
解题步骤:
1. 根据导数的定义,设$\Delta x$为一个无穷小的增量,计算$f(x)$在$x=1$处的增量$\Delta y$:
$$\Delta y = f(1+\Delta x) - f(1) = (1+\Delta x)^3 - 3(1+\Delta x) + 2 - (1^3 - 3 \times 1 + 2)$$
$$= 3\Delta x + 3\Delta x^2 + \Delta x^3 - 3\Delta x$$
$$= 3\Delta x^2 + \Delta x^3$$
2. 计算导数的极限,即:
$$f'(1) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{\Delta y}{\Delta x} = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{3\Delta x^2 + \Delta x^3}{\Delta x}$$
$$= \lim_{\Delta x \to 0} (3\Delta x + \Delta x^2)$$
3. 当$\Delta x \to 0$时,$3\Delta x + \Delta x^2 \to 0$,因此:
$$f'(1) = 0$$
结论:在$x=1$处,函数$f(x)$的导数存在,且其值为$0$。
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