设函数f(x)=cases ( (sinx)/(x),x<0 cr a,x=0cr b+xsin(1)/(x),x>0cr ),要使f(x)在x=0处连续,则( )A.a=2,b=2B.a=-2,b=2C.a=2,b=-2D.a=-2,b=-2
设函数$$f(x)=\cases { \frac{sinx}{x},x<0 \cr a,x=0\cr b+xsin\frac{1}{x},x>0\cr }$$,要使f(x)在x=0处连续,则( )
A.a=2,b=2
B.a=-2,b=2
C.a=2,b=-2
D.a=-2,b=-2
题目解答
答案
A
解析
考查要点:本题主要考查函数在分段点处的连续性条件,涉及左右极限的计算。
解题核心思路:
函数在$x=0$处连续需满足三个条件:
- 左极限$\lim\limits_{x \to 0^-} f(x)$存在;
- 右极限$\lim\limits_{x \to 0^+} f(x)$存在;
- 左右极限相等且等于$f(0)$,即$a = \lim\limits_{x \to 0^-} f(x) = \lim\limits_{x \to 0^+} f(x) = b$。
破题关键点:
- 左极限计算:当$x \to 0^-$时,$\frac{\sin x}{x}$的极限为$1$(常见极限公式)。
- 右极限计算:当$x \to 0^+$时,$x \sin \frac{1}{x}$的极限为$0$(夹逼定理)。
- 联立方程:根据连续性条件,直接得出$a$和$b$的值。
步骤1:计算左极限
当$x \to 0^-$时,函数为$\frac{\sin x}{x}$,根据常见极限公式:
$\lim_{x \to 0^-} \frac{\sin x}{x} = 1.$
步骤2:计算右极限
当$x \to 0^+$时,函数为$b + x \sin \frac{1}{x}$。由于$|x \sin \frac{1}{x}| \leq |x|$,且$\lim\limits_{x \to 0} |x| = 0$,由夹逼定理得:
$\lim_{x \to 0^+} x \sin \frac{1}{x} = 0.$
因此,右极限为:
$\lim_{x \to 0^+} f(x) = b + 0 = b.$
步骤3:联立连续性条件
函数在$x=0$处连续,需满足:
$a = \lim_{x \to 0^-} f(x) = \lim_{x \to 0^+} f(x) \implies a = 1, \quad b = 1.$
但选项中无$a=1, b=1$,需重新检查题目。
关键修正:题目中函数在$x<0$时应为$\frac{\sin 2x}{x}$,此时左极限为:
$\lim_{x \to 0^-} \frac{\sin 2x}{x} = \lim_{x \to 0^-} \frac{2x}{x} = 2.$
此时联立得$a=2, b=2$,对应选项A。