题目
若 f(x)= { ,|x|gt c . 在定义域上连续,试求常数c。

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连续性条件,以及解三次方程的能力。
解题核心思路:
函数在分段点处连续的充要条件是左右极限相等且等于函数值。由于题目中的分段点为$x = c$和$x = -c$,但函数关于$y$轴对称,因此只需验证$x = c$处的连续性,即可得到方程求解$c$。
破题关键点:
- 确定分段点:分段点为$x = \pm c$,但对称性简化为仅需考虑$x = c$。
- 列连续性方程:在$x = c$处,左极限($x^2 + 1$)与右极限($\frac{10}{|x|}$)相等,即$c^2 + 1 = \frac{10}{c}$。
- 解三次方程:将方程转化为$c^3 + c - 10 = 0$,通过试根法找到正实根$c = 2$。
步骤1:分析分段点处的连续性
函数$f(x)$在$x = c$处连续,需满足:
$\lim_{x \to c^-} f(x) = \lim_{x \to c^+} f(x) = f(c)$
步骤2:计算左右极限
- 左极限($x \to c^-$):当$x$从左侧趋近$c$时,$|x| \leq c$,故$f(x) = x^2 + 1$,得:
$\lim_{x \to c^-} f(x) = c^2 + 1$ - 右极限($x \to c^+$):当$x$从右侧趋近$c$时,$|x| > c$,故$f(x) = \frac{10}{|x|}$,得:
$\lim_{x \to c^+} f(x) = \frac{10}{c}$ - 函数值$f(c)$:当$x = c$时,$|x| = c$,故$f(c) = c^2 + 1$。
步骤3:列连续性方程
根据连续性条件,左极限等于右极限:
$c^2 + 1 = \frac{10}{c}$
步骤4:解三次方程
将方程整理为:
$c^3 + c - 10 = 0$
通过试根法,代入$c = 2$:
$2^3 + 2 - 10 = 8 + 2 - 10 = 0$
因此,$c = 2$是方程的解。进一步验证$c > 0$且唯一,故$c = 2$。