题目
设函数f(x)=(ex-1)(e2x-2)…(enx-n),其中n为正整数,则f′(0)=( )A. (-1)n-1(n-1)!B. (-1)n(n-1)!C. (-1)n-1n!D. (-1)nn!
设函数f(x)=(e
x-1)(e
2x-2)…(e
nx-n),其中n为正整数,则f′(0)=( )
A. (-1) n-1(n-1)!
B. (-1) n(n-1)!
C. (-1) n-1n!
D. (-1) nn!
A. (-1) n-1(n-1)!
B. (-1) n(n-1)!
C. (-1) n-1n!
D. (-1) nn!
题目解答
答案
从定义出发有
f′(0)=
∵f(0)=0
∴ f′(0)=
=
(e2x−2)(e3x−3)…(enx−n)=−1×(−2)×…×(1−n)=(−1)n−1(n−1)!
故选:A.
f′(0)=
| lim |
| x→0 |
| f(x)−f(0) |
| x |
∵f(0)=0
∴ f′(0)=
| lim |
| x→0 |
| (ex−1)×(e2x−2)×…×(enx−n) |
| x |
=
| lim |
| x→0 |
故选:A.
解析
本题考查导数的定义及极限的计算,核心思路是利用导数的定义式将问题转化为求极限。关键在于:
- 识别函数在$x=0$处的值$f(0)=0$,从而简化导数定义式;
- 分解分子中的乘积项,将每个因子在$x=0$处的值代入,直接计算乘积;
- 注意符号规律,每个因子$e^{kx}-k$在$x=0$处的值为$1-k$,乘积后形成交替的负号。
根据导数的定义:
$f'(0) = \lim_{x \to 0} \frac{f(x) - f(0)}{x}$
由于$f(0) = (e^0 -1)(e^0 -2)\cdots(e^0 -n) = 0$,代入得:
$f'(0) = \lim_{x \to 0} \frac{(e^x -1)(e^{2x}-2)\cdots(e^{nx}-n)}{x}$
分解分子:
- 提取第一个因子:$e^x -1 \approx x$(当$x \to 0$时),因此:
$\frac{e^x -1}{x} \to 1$ - 剩余因子在$x=0$处的值:对于$k=2,3,\dots,n$,$e^{kx}-k$在$x=0$处的值为$1 - k$,即:
$e^{2x}-2 \to -1, \quad e^{3x}-3 \to -2, \quad \dots, \quad e^{nx}-n \to -(n-1)$
计算乘积:
$\lim_{x \to 0} \frac{(e^x -1)(e^{2x}-2)\cdots(e^{nx}-n)}{x} = 1 \cdot (-1) \cdot (-2) \cdot \ldots \cdot (-(n-1)) = (-1)^{n-1}(n-1)!$