要判断一个函数在某点是否可导,可以遵循以下步骤:
检查连续性
如果函数在点 \( x_0 \) 处连续,即当 \( x \) 趋近于 \( x_0 \) 时,函数值 \( f(x) \) 趋近于 \( f(x_0) \),则函数在该点可导。连续是可导的必要条件,但不是充分条件。
计算左右导数
计算函数在 \( x_0 \) 处的左导数,即当 \( x \) 从左侧趋近于 \( x_0 \) 时,函数值 \( f(x) \) 与 \( x \) 的差除以 \( x \) 的差值的极限:
\[
f'_-(x_0) = \lim_{h \to 0^-} \frac{f(x_0 + h) - f(x_0)}{h}
\]
计算函数在 \( x_0 \) 处的右导数,即当 \( x \) 从右侧趋近于 \( x_0 \) 时,函数值 \( f(x) \) 与 \( x \) 的差除以 \( x \) 的差值的极限:
\[
f'_+(x_0) = \lim_{h \to 0^+} \frac{f(x_0 + h) - f(x_0)}{h}
\]
比较左右导数
如果函数在 \( x_0 \) 处的左右导数都存在且相等,即:
\[
f'_-(x_0) = f'_+(x_0)
\]
则称函数在 \( x_0 \) 处可导。
总结起来,一个函数在某点可导的充分必要条件是:
函数在该点连续;
函数在该点的左右导数存在且相等。
如果这两个条件都满足,那么函数在该点就是可导的。
建议在实际应用中,首先检查函数在目标点的连续性,然后计算并比较左右导数,以确保函数在该点可导。