题目
[题目]设函数-|||-f(x)= ) (x)^2,xleqslant 1 ax+b,xgt 1 . 在 x=1 处-|||-可导,求a,b的值。

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查分段函数在分段点处的可导性条件,涉及函数连续性和导数存在的关系。
解题核心思路:
- 函数连续性:分段函数在分段点处可导,首先必须连续。因此需要保证左极限、右极限和函数值相等。
- 导数存在性:在分段点处,左右导数必须相等,才能保证导数存在。
破题关键点:
- 连续性条件:通过左右极限相等建立方程。
- 可导性条件:通过左右导数相等建立方程。
步骤1:验证连续性
当$x=1$时,函数值为:
$f(1) = 1^2 = 1$
当$x \to 1^-$时,左极限为:
$\lim_{x \to 1^-} f(x) = 1^2 = 1$
当$x \to 1^+$时,右极限为:
$\lim_{x \to 1^+} f(x) = a \cdot 1 + b = a + b$
连续性条件要求左极限、右极限和函数值相等:
$a + b = 1 \quad \text{(方程1)}$
步骤2:求导数并保证可导性
当$x \leq 1$时,$f(x) = x^2$,导数为:
$f'(x) = 2x \quad \Rightarrow \quad f'(1^-) = 2 \cdot 1 = 2$
当$x > 1$时,$f(x) = ax + b$,导数为:
$f'(x) = a \quad \Rightarrow \quad f'(1^+) = a$
可导性条件要求左右导数相等:
$a = 2 \quad \text{(方程2)}$
步骤3:联立方程求解
将$a = 2$代入方程1:
$2 + b = 1 \quad \Rightarrow \quad b = -1$