Câu hỏi
Cho hàm số \(f\left( x \right) = \left\{ \begin{array}{l}\dfrac{{\sqrt {1 - x} - 1}}{x}\,\,khi\,\,x \ne 0,\,\,x \le 1\\\,\,\,\,\,\,\,\,a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,khi\,\,x = 0\end{array} \right.\) . Tìm \(a\) để hàm số có đạo hàm tại \(x = 0\) và tính đạo hàm tại điểm đó.
- A \(a = - \frac{1}{2} \,\,;\,\,y'\left ( 0 \right ) = - \frac{1}{8}\)
- B \(a = \frac{1}{2} \,\,;\,\,y'\left ( 0 \right ) = \frac{1}{16}\)
- C \(a = - 1 \,\,;\,\,y'\left ( 0 \right ) = - \frac{1}{8}\)
- D \(a = 1 \,\,;\,\,y'\left ( 0 \right ) = \frac{1}{8}\)
Phương pháp giải:
- Tìm \(a\) để hàm số liên tục tại \(x = 0\).
- Với giá trị \(a\) vừa tìm được, tính \(f'\left( 0 \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{f\left( x \right) - f\left( 0 \right)}}{{x - 0}}\), xét xem đạo hàm có tồn tại hay không (giới hạn có hữu hạn hay không).
Lời giải chi tiết:
TXĐ: \(D = \left( { - \infty ;1} \right],\,\,x = 0 \in D\).
Ta có:
\(\begin{array}{l}\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\sqrt {1 - x} - 1}}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{ - x}}{{x\left( {\sqrt {1 - x} + 1} \right)}}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{ - 1}}{{\sqrt {1 - x} + 1}} = \frac{{ - 1}}{2}\\f\left( 0 \right) = a\end{array}\)
Để hàm số liên tục tại \(x = 0\) thì \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} f\left( x \right) = f\left( 0 \right) \Leftrightarrow a = - \frac{1}{2}\).
Khi đó ta có: \(f\left( x \right) = \left\{ \begin{array}{l}\frac{{\sqrt {1 - x} - 1}}{x}\,\,khi\,\,x \ne 0,\,\,x \le 1\\\,\,\,\,\,\, - \frac{1}{2}\,\,\,\,\,\,\,\,\,khi\,\,x = 0\end{array} \right.\).
\(\begin{array}{l}
\Rightarrow f'\left( 0 \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{{\sqrt {1 - x} - 1}}{x} + \frac{1}{2}}}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{2\sqrt {1 - x} - 2 + x}}{{2{x^2}}}\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{4\left( {1 - x} \right) - {{\left( {2 - x} \right)}^2}}}{{2{x^2}\left( {2\sqrt {1 - x} + 2 - x} \right)}}\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{ - {x^2}}}{{2{x^2}\left( {2\sqrt {1 - x} + 2 - x} \right)}}\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{ - 1}}{{2\left( {2\sqrt {1 - x} + 2 - x} \right)}} = \frac{{ - 1}}{8}
\end{array}\)
Vậy để hàm số có đạo hàm tại \(x = 0\) thì \(a = - \frac{1}{2}\).
Chọn A.