怎么表示切线在 X 轴上的截距?

一、题目题目 - 荒原之梦

已知 f(x) 有二阶连续导数, 且 f(0)=f(0)=0, f(x)>0, 又设 u=u(x) 是曲线 y=f(x) 在点 (x,f(x)) 处的切线在 x 轴上的截距, 则 limx0xu(x)=?

难度评级:

二、解析 解析 - 荒原之梦

根据题意,写出截距的表达式:

x00(x0,f(x0))

yf(x0)=f(x0)(xx0)

y=0

f(x0)=xf(x0)x0f(x0)

x0=u(x0)=x0f(x0)f(x0)f(x0)

于是:

(1)limx00xu(x)=xf(x0)x0f(x0)f(x0)

对于 (1) 式,有如下两种解法:

方法 1:洛必达

limx0xu(x)=xf(x)xf(x)f(x)

00 洛必达运算 

f(x0)+xf(x)f(x)+xf(x)f(x)=xf(x)+f(x)xf(x)=

1+f(x)xf(x)=1+f(x)f(0)x01f(x)=

1+f(x)f(x)=1+1=2

方法 2:泰勒公式

limx0xu(x)=xf(x)xf(x)f(x)

又:

xf(x)=x[f(0)+f(0)x+o(x)]=

x2f(0)+o(x2)

又:

f(x)=f(0)+f(0)x+12f(0)x2+0(x2)=

12x2f(0)+0(x2)

于是:

limx0xu(x)=x2f(0)+o(x2)x2f(0)12x2f(0)+o(x2)=2


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