Câu hỏi
Cho hàm số \(f\left( x \right) = \left\{ \begin{array}{l}a{x^2} + bx + 1\,\,\,khi\,\,x \ge 0\\ax - b - 1\,\,\,\,\,\,\,khi\,\,x < 0\end{array} \right.\). Khi hàm số \(f\left( x \right)\) có đạo hàm tại \({x_0} = 0\). Hãy tính \(T = a - 2b\).
- A \(T = - 4\)
- B \(T = 4\)
- C \(T = 2\)
- D \(T = - 6\)
Phương pháp giải:
- Tìm điều kiện để hàm số liên tục tại \(x = 0\): \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} f\left( x \right) = f\left( 0 \right)\).
- Tìm điều kiện để hàm số có đạo hàm tại \(x = 0\): \(f'\left( {{0^ + }} \right) = f'\left( {{0^ - }} \right)\), với \(f\left( {{0^ \pm }} \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ \pm }} \dfrac{{f\left( x \right) - f\left( 0 \right)}}{{x - 0}}\).
Lời giải chi tiết:
TXĐ: \(D = \mathbb{R},\,\,x = 0 \in D\).
Để hàm số có đạo hàm tại \({x_0} = 0\), trước hết hàm số phải liên tục tại \(x = 0\).
Ta có:
\(\begin{array}{l}\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \left( {a{x^2} + bx + 1} \right) = 1 = f\left( 0 \right)\\\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} \left( {ax - b - 1} \right) = - b - 1\end{array}\)
Để hàm số liên tục tại \(x = 0\) thì \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} f\left( x \right) = f\left( 0 \right)\) \( \Leftrightarrow - b - 1 = 1 \Leftrightarrow b = - 2\).
Ta có:
\(\begin{array}{l}f'\left( {{0^ + }} \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \dfrac{{f\left( x \right) - f\left( 0 \right)}}{{x - 0}}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \dfrac{{a{x^2} + bx + 1 - 1}}{x}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \left( {ax + b} \right) = b = - 2\\f'\left( {{0^ - }} \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} \dfrac{{f\left( x \right) - f\left( 0 \right)}}{{x - 0}}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} \dfrac{{ax - b - 1 - 1}}{x}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} \dfrac{{ax}}{x} = a\end{array}\)
Để hàm số có đạo hàm tại \(x = 0\) thì \(f'\left( {{0^ + }} \right) = f'\left( {{0^ - }} \right)\) \( \Leftrightarrow a = - 2\).
Vậy \(T = a - 2b = - 2 - 2.\left( { - 2} \right) = 2\).
Chọn C.