题目
13.已知函数 f(x)= ) a+ln (1+x),xgeqslant 0 bx,xlt 0 . 在 x=0 处可导,求实数a和b的值

题目解答
答案
f(x)在x=0处可导,即f(x)在x=0处连续,
即当x从右边趋向0时,f(x)的极限存在,
当x从左边趋向0时,f(x)的极限存在,
且这两个极限相等.
所以:
a+ln(1+0)=b×0
a=0
又因为f(x)在x=0处可导,
所以,当x从右边趋向0时,f(x)的导数的极限存在,
当x从左边趋向0时,f(x)的导数的极限存在,
且这两个极限相等.
所以:
[a+ln(1+x)]'|(x=0)=b|(x=0)
1=b
所以,
a=0,b=1
解析
考查要点:本题主要考查分段函数在分界点处的可导性条件,涉及函数连续性和导数存在的判定。
解题核心思路:
- 可导必连续:首先确保函数在$x=0$处连续,即左右极限相等且等于$f(0)$。
- 左右导数相等:分别计算$x=0$处的左导数和右导数,并令其相等。
破题关键点:
- 连续性条件:通过左右极限相等确定$a$的值。
- 导数条件:通过左右导数相等确定$b$的值。
步骤1:验证连续性
函数在$x=0$处连续需满足:
$\lim_{x \to 0^+} f(x) = \lim_{x \to 0^-} f(x) = f(0)$
-
右极限($x \to 0^+$):
$\lim_{x \to 0^+} [a + \ln(1+x)] = a + \ln(1+0) = a$ -
左极限($x \to 0^-$):
$\lim_{x \to 0^-} (bx) = b \cdot 0 = 0$ -
连续性条件:
$a = 0$
步骤2:计算左右导数
函数在$x=0$处可导需满足左右导数相等。
-
右导数($x \to 0^+$):
$f'_+(0) = \lim_{x \to 0^+} \frac{d}{dx}[a + \ln(1+x)] = \frac{1}{1+0} = 1$ -
左导数($x \to 0^-$):
$f'_-(0) = \lim_{x \to 0^-} \frac{d}{dx}(bx) = b$ -
导数相等条件:
$1 = b$