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设f(x)=3x2+x2|x|,求使f(n)(0)存在的最高阶数k,并给出f(k)(x).
题目详情
设f(x)=3x2+x2|x|,求使f(n)(0)存在的最高阶数k,并给出f(k)(x).
▼优质解答
答案和解析
显然,f(x)在x=0处连续.
因为
=
3x+x|x|
=0,
所以f′(0)存在,且f′(0)=0.
当x>0时,
f′(x)=(3x2+x3)′=6x+3x2,
当x<0时,
f′(x)=(3x2-x3)′=6x-3x2,
从而,
f′(x)=
=6x-3x|x|.
因为
=
=
6−3|x|
=6,
所以f″(0)存在,且f″(0)=6.
当x>0时,
f″(x)=(6x+3x2)′=6+6x=6(1+|x|),
当x<0时,
f″(x)=(6x-3x2)′=6-6x=6(1+|x|),
所以,
f″(x)=6(1+|x|).
因为
=
=6,
=
=-6,
所以
不存在,
即f″′(0)不存在.
故使得f(n)(0)存在的最高阶数为k=2,
且f″(x)=6(1+|x|).
因为
lim |
x→0 |
f(x)−f(0) |
x−0 |
=
lim |
x→0 |
=0,
所以f′(0)存在,且f′(0)=0.
当x>0时,
f′(x)=(3x2+x3)′=6x+3x2,
当x<0时,
f′(x)=(3x2-x3)′=6x-3x2,
从而,
f′(x)=
|
=6x-3x|x|.
因为
lim |
x→0 |
f′(x)−f′(0) |
x−0 |
=
lim |
x→0 |
6x−3x|x| |
x |
=
lim |
x→0 |
=6,
所以f″(0)存在,且f″(0)=6.
当x>0时,
f″(x)=(6x+3x2)′=6+6x=6(1+|x|),
当x<0时,
f″(x)=(6x-3x2)′=6-6x=6(1+|x|),
所以,
f″(x)=6(1+|x|).
因为
lim |
x→0+ |
f″(x)−f″(0) |
x−0 |
lim |
x→0+ |
6|x| |
x |
lim |
x→0− |
f″(x)−f″(0) |
x−0 |
lim |
x→0− |
6|x| |
x |
所以
lim |
x→0 |
f″(x)−f″(0) |
x−0 |
即f″′(0)不存在.
故使得f(n)(0)存在的最高阶数为k=2,
且f″(x)=6(1+|x|).
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