|x−1| などの微分可能性(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: |x−1| などの微分可能性(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
次の関数は,指定された点で連続であるか,微分可能であるかを調べよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $f(x)=|x-1|$ \quad ($x=1$)
\item[(2)] $f(x)=x|x|$ \quad ($x=0$)
\end{enumerate}
(1) $\displaystyle\lim_{x\to 1}|x-1|=0=f(1)$ であるから,$x=1$ で連続である.
\[ \lim_{h\to +0}\frac{f(1+h)-f(1)}{h}=\lim_{h\to +0}\frac{|h|}{h}=1,\qquad \lim_{h\to -0}\frac{f(1+h)-f(1)}{h}=\lim_{h\to -0}\frac{|h|}{h}=-1 \]
右側と左側の極限が一致しないから,$f'(1)$ は存在せず,$x=1$ で微分可能でない(グラフが $x=1$ でとがっている.下図).
(2) $\displaystyle\lim_{x\to 0}x|x|=0=f(0)$ であるから,$x=0$ で連続である.
\[ \lim_{h\to 0}\frac{f(h)-f(0)}{h}=\lim_{h\to 0}\frac{h|h|}{h}=\lim_{h\to 0}|h|=0 \]
よって $f'(0)=0$ が存在し,$x=0$ で微分可能である.
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