问题


以下是关于大学数学的单项选择题,请直接给出正确答案的选项。
题目:下列函数中,在 $x=0$ 处不可导的是
A. $f(x)=|x| \sin |x|$.
B. $f(x)=|x| \sin \sqrt{|x|}$.
C. $f(x)=\cos |x|$.
D. $f(x)=\cos \sqrt{|x|}$.
答案是:

答案

模型 模型答案 正确答案
金声玉亮2.0

A
D
deepseekr1

在分析各选项于$x=0$处的可导性后:

- **选项A**:$f(x)=|x|\sin|x|$在$x=0$附近近似于$x^2$,左右导数均为0,可导。
- **选项B**:$f(x)=|x|\sin\sqrt{|x|}$在$x=0$附近近似于$|x|^{3/2}$,左右导数均为0,可导。
- **选项C**:$f(x)=\cos|x|$等价于$\cos x$,导数在$x=0$处为0,可导。
- **选项D**:$f(x)=\cos\sqrt{|x|}$在$x=0$处左右导数分别为$-\frac{1}{2}$和$\frac{1}{2}$,不相等,故不可导。

正确答案是:**D**。
D
gpto1 D D
GPT-4o 答案是 B. $f(x)=|x| \sin \sqrt{|x|}$. D
llama3.1-70B-Instruct

B
D
llama3.1-405B-Instruct

A
D
DeepSeek-Coder-V2 答案是: B. $f(x)=|x| \sin \sqrt{|x|}$. D
Qwen2-72B-Instruct B. $f(x)=|x| \sin \sqrt{|x|}$. D
baichuan4 B D
doubao 逐一分析选项:
- 选项 A:$f(x)=|x|\sin|x|$,根据导数的定义可以求出在$x=0$处可导。
- 选项 B:$f(x)=|x|\sin\sqrt{|x|}$,同理可证在$x=0$处可导。
- 选项 C:$f(x)=\cos|x|=\cos x$,在$x=0$处可导。
- 选项 D:$f(x)=\cos\sqrt{|x|}$,在$x=0$处左导数和右导数不相等,所以不可导。

综上,答案是 D。
D
minimax 选项B中的函数 $f(x)=|x| \sin \sqrt{|x|}$ 在 $x=0$ 处不可导。

这是因为当 $x$ 接近0时,$\sqrt{|x|}$ 也接近0,而 $\sin \sqrt{|x|}$ 在 $\sqrt{|x|}$ 接近0时的值接近 $\sqrt{|x|}$。因此,$f(x)$ 在 $x=0$ 附近的行为类似于 $|x| \cdot \sqrt{|x|} = |x|^{3/2}$,这是一个在 $x=0$ 处不可导的函数,因为其导数在 $x=0$ 处不连续。

其他选项中的函数在 $x=0$ 处都是可导的。选项A和C中的函数在 $x=0$ 处都是偶函数,它们在 $x=0$ 处的导数为0。选项D中的函数在 $x=0$ 处也是可导的,因为 $\cos \sqrt{|x|}$ 在 $x=0$ 处连续,且其导数在 $x=0$ 处也连续。

因此,正确答案是 B. $f(x)=|x| \sin \sqrt{|x|}$。
D
kimi A. $f(x)=|x| \sin |x|$.

在 $x=0$ 处,$f(x)=|x| \sin |x|$ 的导数不存在,因为 $|x| \sin |x|$ 在 $x=0$ 处的导数不连续。其他选项在 $x=0$ 处都是可导的。
D
wenxinyiyan B D
zhipu B

解释:在 $x=0$ 处,函数的可导性主要取决于函数在该点附近的平滑性。

A. $f(x)=|x| \sin |x|$:
在 $x=0$ 处,$|x|=0$,所以 $f(x)=0$。我们可以通过导数定义来检查其可导性:
\[ f'(0) = \lim_{h \to 0} \frac{|h| \sin |h| - 0}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{|h| \sin |h|}{h}. \]
由于 $|\sin |h|| \leq 1$,我们有
\[ \left| \frac{|h| \sin |h|}{h} \right| = |\sin |h|| \leq 1. \]
所以该极限存在且为0,因此 $f(x)$ 在 $x=0$ 处可导。

B. $f(x)=|x| \sin \sqrt{|x|}$:
在 $x=0$ 处,$|x|=0$,所以 $f(x)=0$。我们同样通过导数定义来检查其可导性:
\[ f'(0) = \lim_{h \to 0} \frac{|h| \sin \sqrt{|h|} - 0}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{|h| \sin \sqrt{|h|}}{h}. \]
考虑 $h \to 0^+$ 的情况,我们有
\[ \frac{|h| \sin \sqrt{|h|}}{h} = \sin \sqrt{h}. \]
当 $h \to 0^+$ 时,$\sqrt{h} \to 0$,所以 $\sin \sqrt{h} \to \sin 0 = 0$。

但是,考虑 $h \to 0^-$ 的情况,我们有
\[ \frac{|h| \sin \sqrt{|h|}}{h} = -\sin \sqrt{h}. \]
当 $h \to 0^-$ 时,$\sqrt{h} \to 0$,所以 $-\sin \sqrt{h} \to -\sin 0 = 0$。

虽然左右极限都趋于0,但由于 $\sin \sqrt{h}$ 的振荡性质,其变化率在接近0时并不平滑,导致导数不存在。因此,$f(x)$ 在 $x=0$ 处不可导。

C. $f(x)=\cos |x|$:
在 $x=0$ 处,$|x|=0$,所以 $f(x)=\cos 0 = 1$。我们通过导数定义来检查其可导性:
\[ f'(0) = \lim_{h \to 0} \frac{\cos |h| - 1}{h}. \]
由于 $\cos |h| \to 1$ 当 $h \to 0$,我们有
\[ \lim_{h \to 0} \frac{\cos |h| - 1}{h} = 0. \]
因此,$f(x)$ 在 $x=0$ 处可导。

D. $f(x)=\cos \sqrt{|x|}$:
在 $x=0$ 处,$|x|=0$,所以 $f(x)=\cos 0 = 1$。我们通过导数定义来检查其可导性:
\[ f'(0) = \lim_{h \to 0} \frac{\cos \sqrt{|h|} - 1}{h}. \]
由于 $\cos \sqrt{|h|} \to 1$ 当 $h \to 0$,我们有
\[ \lim_{h \to 0} \frac{\cos \sqrt{|h|} - 1}{h} = 0. \]
因此,$f(x)$ 在 $x=0$ 处可导。

综上所述,选项 B 是在 $x=0$ 处不可导的函数。
D
gpto1 D D
deepseekv3 A D