f??(1)?lim?x?1f(x)?f(1)1?1?lim?0, x?1?x?1x?1故x?1为不可导点.同理x??1也为不可导点.故选C. 例15 设F(x)?max{f1(x),f2(x)}的定义域为(?1,1),其中 f1(x)?x?1,f2(x)?(x?1)2,
试讨论F(x)的可导性.若可导,求其导数.
分析 本质上F(x)是分段函数即
?f(x),f1(x)?f2(x)F(x)??1,
f(x),f(x)?f(x)?212由此可知需先解出不等式
?f1(x)?f2(x)???1?x?1
与 ??f1(x)?f2(x)??1?x?1.
解
?x?1?(x?1)2?f1(x)?f2(x)由?即??1?x?1???1?x?1解得?1?x?0,此时F(x)?1?x.
?x?1?(x?1)2?f1(x)?f2(x)而由?即??1?x?1???1?x?1解得0?x?1,此时F(x)?(1?x)2.则有
?1?x?0?1?x, F(x)?? 2(1?x), 0?x?1?且
?1?x?0?1, F'(x)??
0?x?1?2(1?x), 当x?0时,
F(x)?F(0)limx?0?x?0x?0(1?x)2?1=xlim=2, ?0?xlim?F(x)?F(0)x?0(1?x)?1=xlim=1, ?0?x
即F?(0)?F?(0),所以F(x)在x?0处不可导.故
???1?x?0?1, F?(x)??.
2(1?x), 0?x?1?例16 设函数何选择a,b?
??exf(x)????ax?b2x?1,若要f(x)为可导函数,应如x?1解 显然当x?1及x?1时,f(x)可导,故要使f(x)为可导函数,只需使其在x?1处可导.由可导与连续的关系,应该首先选择a,b,使其在x?1连续.因
f(1)?e,f(1?)?e,f(1?)?a?b,
故当a?b?e即b?e?a时,f(x)在x?1连续.又
f(x)?f(1)ex?eex?1?1x2?1f??(1)?lim?lim?elim?elim?2e, x?1?x?1?x?1x?1?x?1x?1?x?1x?1f(x)?f(1)ax?b?eax?(e?a)?ef??(1)?lim?lim?lim?a, x?1?x?1?x?1?x?1x?1x?122因此当a?2e,b??e时,f?(1)存在,从而f(x)为可导函数.
例17 设f(x)?sinx,?(x)?x2.求f[??(x)],f?[?(x)],[f(?(x))]?. 分析 三个函数中都有导数记号,其中f[??(x)]表示函数求得??(x)后再与f复合;?(x)对x求导,f?[?(x)]表示函数f对?(x)求
导,即f(u)对u求导,而u??(x);[f(?(x))]?表示复合函数f[?(x)]关于自变量x求导.
解 f?(x)?cosx,??(x)?2x.则
f[??(x)]=f(2x)=sin2x,f?[?(x)]=cosx2,
以及
[f(?(x))]?=f?[?(x)]???(x)=2xcosx2.
例18 设y?sin2(1?lnx).求dy.
xdx分析 本题既可直接由复合函数求导法则求导,也可利
用微分的形式不变性先求出dy,然后可得dy.
dx解法1 直接由复合函数求导法则,令u?sinv,v?1?lnx,
x则
dydx=dy?du?dv
dudvdx=2u?cosv?lnx2?2
x=lnx2?2?sin2(1?lnx).
xx解法2 利用一阶微分的形式不变性
1?lnx1?lnx1?lnxdy=dsin2()=2sin()dsin()
xxx=2sin(1?lnx)cos(1?lnx)d(1?lnx)=lnx2?2?sin2(1?lnx)dxxxxxx
故
dydx?21?lnx=lnx2?sin2(). xx
例19 设y?xaaa?ax?aaax,a?0.求dy.
dxa分析 xa为幂函数;ax为指数函数与幂函数复合而成的函数;而aa也为复合函数,它是指数函数与指数函数复合而
x成的函数.
解 dy=(xdxaa)??(ax)??(aa)?=aa?xaaxa?1?(exa?lna)??(eax?lna)?
=a=a
a?xa?xaa?1?ax?lna?(xa)??aa?lna?(ax)?
axaa?1?ax?alna?xa?1?aa?ax?(lna)2
ax=aa?xaa?1?axa?1?ax?lna?(lna)2?aaax?x.
例20 若??(x)存在,y??(sec2x)?arcsinx.求dy.
分析 可以先求出dy,也可利用微分的形式不变性求一
dx阶微分.
解法1 dy=??(sec2x)(sec2x)??dx11?x2=2??(sec2x)?sec2xtanx?11?x2,
所以
dy=[2??(sec2x)?sec2xtanx?11?x2]dx.
解法
dx1?x22
dy=d[?(sec2x)?arcsinx]=d?(sec2x)?darcsinx=??(sec2x)dsec2x?=[2??(sec2x)?sec2xtanx?11?x2]dx.
例21 设f?(cosx)?cos2x.求f??(x). 解法1 在f?(cosx)?cos2x的两边微分,得
f??(cosx)dcosx??2sin2xdx, 即
f??(cosx)?(?sinx)dx??4sinxcosxdx,
化简得
f??(cosx)?4cosx.
令cosx?t,则f??(t)?4t.于是可得
f??(x)?4x,|x|?1.
解法2 由于