大一高数问题,急求。。。!!

分段函数f(x),当x小于等于1的时候为(2/3)x^3,当x大于1时,为x^2
问题是问在x=1处的左右导数的问题...这个应该是怎么求,为什么好像答案说的是右导数是无穷??真的很想知道,拜托高人了。。

您好,这道题目,您的书里提供的标准答案的意思,是说f(1)=2/3, 而当x从大于1的一侧趋于1时,(f(x)-f(1))/(x-1)趋于无穷大。于是,标准答案认为这就是右导数,右导数就是无穷大。
但是,标准答案犯了一个错误。我们知道,一个函数只有在一点左连续时,它才可能左可导,我们才去定义它在这一点的左导数;在一点右连续时,它才可能右可导,我们才定义它在这一点的右导数。您可以翻一翻教科书,上面写导数的定义的时候,应该是像这样说的:设函数f(x)在一点x=a处连续……如果……那么我们说f(x)在x=a处可导,把……称为f(x)在x=a处的导数。教科书定义左导数和右导数,应该也是类似的说法。您说的这个函数,在x=1处并不右连续,虽然上面那个式子趋于无穷大,我们也不把这个无穷大称为f(x)在x=1处的右导数。追问

还是那个问题啥时候可以直接用导数公式,啥时候就得用定义式来做呢,比如这个题求导的话左导数显然是2,那右导数可不可以直接是2x,当x=1的时候也是2?不能用的原因是不是因为那个1不在它的定义域内?谢谢了。辛苦你打这么多字。。

追答

您问的“能不能用”,就是说,我们现在有这些已知条件,还知道一些定义,一些导数公式,由这些已知的东西,能否得出如下结论,就是题目要求的“右导数”与2x(也就是2乘1)是相等的?我并不直接告诉您答案,让您自己判断,会更有用一些。注意我加了引号,因为这个函数在x=1处没有右导数,而题目却求右导数的值,我姑且用“右导数”来表示(f(x)-f(1))/(x-1)在x从大于1的一侧趋于1时的极限(如果存在)。
我们已知的条件,是几个命题,像现在这个样子,您说,您不会判断,这就说明,也许这几个命题现在的形式,不便于我们进行判断。为了判断,就要把这几个命题以及问题变形。
我先打个比方。已知两个命题,第一个,a^4*b=18,第二个,a的平方是3。问b是多少。两个命题形式有差异,一个是符号,一个是文字,看似毫不相干。这里,我们把第二个命题变形为a^2=3. 再变形为(a^2)^2=3^2, 然后变为a^4=9. 变形后的第二个命题,和第一个命题有衔接点了,两者都是数学语言,都含有a^4.这时,b的值就好求了。
现在,我们已知的命题中,有一个是“g(t)=t^2, g'(t)=2t”之类的命题。(这里我故意用字母t而不用x,其实无关紧要。)它与我们已知的其他命题缺乏衔接点,所以我们要把它变形。
变形的方法很多。这里,我们已知的一些其他命题,它们更多地是由表意清晰的数学语言构成。如果把这个命题也变形为数学语言,会有利于创造衔接点。(实际上,在解决一般的数学问题时,我们需要的都是清晰的数学语言。)我们可以把“导数”这个中文词转化为数学语言。于是,原来的“g(t)=t^2, g'(t)=2t”这个命题,可以变形为,“函数g(t)=t^2, 对于任一实数a, 都满足当x趋于a时(g(x)-g(a))/(x-a)趋于2a”,再变形为“对于任一实数a,当x趋于a时,(x^2-a^2)/(x-a)趋于2a”. 由此,“当x趋于1时,(x^2-1)/(x-1)趋于2乘1”.这是命题变形的最后结果。
我们要求的,是(f(x)-f(1))/(x-1)在x从大于1的一侧趋于1时的极限. 既然x从大于1侧趋近,f(x)=x^2. 而f(1)=2/3. 所以要求的变形为“(x^2-2/3)/(x-1)在x从大于1的一侧趋于1时的极限”。现在,“已知条件”和“题目所求”经过变形,有了共同的成分,就是衔接点。但是,衔接又不够紧密。你看,一个里面是x^2-1, 一个里面是x^2-2/3. 两者虽然相似,毕竟不同!这两个命题尽管样子很像,说的仍旧是两回事。所以它们得不出那个结论。
所以,那个公式不能用。
以上就是判断能否用公式的方法。希望对您有帮助。

追问

哥,我凌乱了又...不过好像真懂了一些...

追答

简而言之,就是说,由已知条件和已知的导数公式,可以得出,“当x趋于1时,(x^2-1)/(x-1)趋于2乘1”。而题目要我们求的东西,可以认为是“当x趋于1时,(x^2-2/3)/(x-1)趋于多少?”这里的两个式子虽然很相似,但是毕竟是不同的。一个是减去1,一个是减去2/3. 所以,已知条件和导数公式相结合不能求出这道题的答案,也就是说导数公式不适用。而已知条件和我们已知的一些定义,像您说的“定义式”,还有一些其他的已知知识,这些东西相结合,可以做出“无穷大”这一答案。所以“定义式”是适用的。我之前回答给您的内容,就是告诉您用什么办法来判断公式是否适用,或者其他一些知识是否适用。

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第1个回答  2012-12-17
当x趋于1+时:
lim(f(x)-f(1))/(x-1)
=lim(x^2-2/3)/(x-1)=无穷,故右导数是无穷。

当x趋于1-时:
lim(f(x)-f(1))/(x-1)
=lim((2/3)x^3-2/3)/(x-1)=2,故右导数是2。追问

请问能不能直接的用导数公式去求呢?...对于1+的右导数求法是不是因为那个1不在那个定义域内才不能这么求而只能用原始的定义式?抱歉哈我有点乱,什么时候可以直接用导数公式,什么时候得用原始的定义式来求导数?

追答

一般来说:分段函数在分段点的导数要用导数的定义去求。在其他点可以用导数公式。

追问

这是为什么呢.....?嘿嘿,抱歉哈.的确不懂,帮人帮到底呗。。

第2个回答  2012-12-17
x=1的时候,左导数为2,右导数也是2,函数在这个点是平滑的!追问

不是的,我们给的答案不是这样的。。答案给的左导数是2,右导数无穷。为什么呢,要是左右导数相等的话那不就可导了?可前提是它在1处不连续根本就不可导啊。。。啊啊啊啊啊,我好混乱啊。。

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