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106 台灣大學微積分(B) 第 2 題

考題 / 轉學考微積分 / 台灣大學 / 微積分B

106學年度 · 106台大微積分B · 第 2 題

題目

Problem

Part I Multiple Choice

(A) If f(x)f(x) is continuous on (a,b)(a,b), then there is c∈(a,b)c\in(a,b) such that f(c)=max⁡(a,b)f(x)f(c)=\max_{(a,b)}f(x).

(B) Suppose that f(x)f(x) is continuous but not differentiable at x=0x=0. The function g(x)=xf(x)g(x)=xf(x) must be differentiable at x=0x=0.

(C) If f(x)f(x) is a differentiable function, then lim⁡x→af′(x)=f′(a)\lim_{x\to a}f'(x)=f'(a).

(D) If f(x)f(x) is continuous on [a,b][a,b] and differentiable on (a,b)(a,b), then there is a unique c∈(a,b)c\in(a,b) such that f(b)−f(a)=f′(c)(b−a)f(b)-f(a)=f'(c)(b-a).

解答

解法一

思路

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  • (B) 要直接回到 gg 在 00 的導數定義。
  • 其餘三項分別檢查極值定理的閉區間條件、導數是否必連續,以及均值定理是否保證唯一性。

答題過程

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因 ff 在 00 連續,故 f(0)f(0) 存在。又 g(0)=0g(0)=0,所以

g'(0) =&\,\lim_{x\to0}\frac{g(x)-g(0)}x \\ =&\,\lim_{x\to0}\frac{xf(x)}x \\ =&\,\lim_{x\to0}f(x)=f(0).

因此 (B) 正確。

(A) 的定義域是開區間,連續函數未必取得最大值,例如 f(x)=xf(x)=x 在 (0,1)(0,1) 上沒有最大值。

(C) 錯在「可微」不保證導數連續,例如令 f(0)=0f(0)=0、f(x)=x2sin⁡(1/x)f(x)=x^2\sin(1/x)(x≠0x\ne0),則 ff 在 00 可微,但 f′(x)f'(x) 在 00 附近不收斂。

(D) 的均值定理只保證至少有一個 cc;若 ff 為常數函數,區間中每個點都符合等式,不可能唯一。

所以答案為 B\boxed{\text{B}}。