题目
3.(1306)已知函数f(x)在点x=1处连续,且lim_(xto1)(f(x))/(x^2)-1=(1)/(2),则曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为()A. y=x-1B. y=2x-2C. y=3x-3D. y=4x-4
3.(1306)已知函数f(x)在点x=1处连续,且$\lim_{x\to1}\frac{f(x)}{x^{2}-1}=\frac{1}{2}$,则曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为()
A. y=x-1
B. y=2x-2
C. y=3x-3
D. y=4x-4
题目解答
答案
A. y=x-1
解析
本题考查函数连续性、极限以及导数的几何意义,解题的关键在于利用函数连续性求出$f(1)$的值,再通过极限求出$f^\prime(1)$,最后根据点斜式方程求出切线方程。
- 求$f(1)$的值:
已知$\lim_{x\to1}\frac{f(x)}{x^{2}-1}=\frac{1}{2}$,当$x\to1$时,分母$x^{2}-1\to1^{2}-1 = 0$。
因为该极限存在且为$\frac{1}{2}$,若$\lim_{x\to1}f(x)\neq0$,则$\lim_{x\to1}\frac{f(x)}{x^{2}-1}$为无穷大,这与已知极限值矛盾,所以$\lim_{x\to1}f(x)=0$。
又因为函数$f(x)$在点$x = 1$处连续,根据函数连续性的定义:$\lim_{x\to x_0}f(x)=f(x_0)$,可得$f(1)=\lim_{x\to1}f(x)=0$。 - 求$f^\prime(1)$的值:
根据导数的定义$f^\prime(1)=\lim_{x\to1}\frac{f(x)-f(1)}{x - 1}$,由$f(1)=0$,则$f^\prime(1)=\lim_{x\to1}\frac{f(x)}{x - 1}$。
已知$\lim_{x\to1}\frac{f(x)}{x^{2}-1}=\frac{1}{2}$,对分母进行因式分解$x^{2}-1=(x - 1)(x + 1)$,则$\lim_{x\to1}\frac{f(x)}{x^{2}-1}=\lim_{x\to1}\frac{f(x)}{(x - 1)(x + 1)}=\frac{1}{2}$。
所以$\lim_{x\to1}\frac{f(x)}{x - 1}=\lim_{x\to1}\frac{f(x)}{(x - 1)(x + 1)}\cdot(x + 1)$,根据极限的运算法则$\lim_{x\to a}[f(x)\cdot g(x)]=\lim_{x\to a}f(x)\cdot\lim_{x\to a}g(x)$,可得:
$\lim_{x\to1}\frac{f(x)}{x - 1}=\lim_{x\to1}\frac{f(x)}{(x - 1)(x + 1)}\cdot\lim_{x\to1}(x + 1)=\frac{1}{2}\times(1 + 1)=1$,即$f^\prime(1)=1$。 - 求切线方程:
根据导数的几何意义,函数$y = f(x)$在点$(x_0,f(x_0))$处的切线斜率$k = f^\prime(x_0)$,所以曲线$y = f(x)$在点$(1,f(1))$处的切线斜率$k = f^\prime(1)=1$。
已知切线过点$(1,f(1))=(1,0)$,斜率为$1$,根据直线的点斜式方程$y - y_0 = k(x - x_0)$(其中$(x_0,y_0)$为直线上一点,$k$为直线斜率),可得切线方程为$y - 0 = 1\times(x - 1)$,即$y = x - 1$。