题目
1-8 函数的连续性与间断点设函数f(x)=}xsin(1)/(x)+b,x0.a,b为何值时,f(x)在x=0处连续A. a=b=1B. a=1,b=2C. a=2,b=1D. a=1,b=0
1-8 函数的连续性与间断点
设函数$f(x)=\begin{cases}x\sin\frac{1}{x}+b,x<0,\\a,x=0,\\\frac{\sin x}{x},x>0.\end{cases}$
a,b为何值时,f(x)在x=0处连续
A. a=b=1
B. a=1,b=2
C. a=2,b=1
D. a=1,b=0
题目解答
答案
A. a=b=1
解析
考查要点:本题主要考查函数在某一点连续的条件,即左极限、右极限与函数值三者相等。需要分别计算分段函数在$x=0$处的左极限和右极限,并与函数值$a$进行比较。
解题核心思路:
- 右极限:当$x \to 0^+$时,函数为$\frac{\sin x}{x}$,利用常见极限$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$,可得右极限为$1$,因此$a=1$。
- 左极限:当$x \to 0^-$时,函数为$x \sin \frac{1}{x} + b$,通过夹逼定理可证明$x \sin \frac{1}{x}$的极限为$0$,因此左极限为$b$,需等于右极限$1$,故$b=1$。
破题关键点:
- 右极限的直接计算:利用已知极限公式。
- 左极限的处理:通过分析振荡项$x \sin \frac{1}{x}$的极限为$0$,确定$b$的值。
右极限计算
当$x \to 0^+$时,函数为$\frac{\sin x}{x}$,根据极限公式:
$\lim_{x \to 0^+} \frac{\sin x}{x} = 1$
因此,右极限为$1$,而函数在$x=0$处的值为$a$,故需满足:
$a = 1$
左极限计算
当$x \to 0^-$时,函数为$x \sin \frac{1}{x} + b$。分析$x \sin \frac{1}{x}$的极限:
- 由于$|\sin \frac{1}{x}| \leq 1$,因此:
$|x \sin \frac{1}{x}| \leq |x|$ - 当$x \to 0$时,$|x| \to 0$,根据夹逼定理:
$\lim_{x \to 0^-} x \sin \frac{1}{x} = 0$
因此,左极限为:
$\lim_{x \to 0^-} \left( x \sin \frac{1}{x} + b \right) = 0 + b = b$
为了使左极限等于右极限$1$,需满足:
$b = 1$
综上,$a=1$且$b=1$,对应选项A。