题目
[单选题] 已知函数 f(x)= ,dfrac {1)(n+1)lt xleqslant dfrac (1)(n),n=1,2,... .-|||-2 ......则. A、 x=0是f(x)的第一类间断点B、 x=0是f(x)的第二类间断点C、 f(x)在x=0处连续但不可导D、 f(x)在x=0处可导
[单选题] 
- A、 x=0是f(x)的第一类间断点
- B、 x=0是f(x)的第二类间断点
- C、 f(x)在x=0处连续但不可导
- D、 f(x)在x=0处可导
题目解答
答案
D. f(x)在x=0处可导
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和可导性判断,涉及第一类间断点(可去、跳跃)、第二类间断点的定义,以及导数存在的条件。
解题核心思路:
- 连续性判断:计算左极限、右极限,与函数值比较;
- 可导性判断:分别计算左导数和右导数,判断是否相等。
破题关键点:
- 右极限计算:当$x \to 0^+$时,$x$落在区间$\left( \dfrac{1}{n+1}, \dfrac{1}{n} \right]$中,此时$f(x) = \dfrac{1}{n}$,需分析$\dfrac{1}{n}$随$n$的变化趋势;
- 右导数计算:通过差商$\dfrac{f(h)-f(0)}{h}$的极限分析,结合$n$与$h$的关系,发现极限值与左导数一致。
连续性分析
- 左极限:当$x \to 0^-$时,$f(x) = x \to 0$;
- 右极限:当$x \to 0^+$时,$x$落在区间$\left( \dfrac{1}{n+1}, \dfrac{1}{n} \right]$中,此时$f(x) = \dfrac{1}{n}$。由于$n \to +\infty$时,$\dfrac{1}{n} \to 0$,故右极限为$0$;
- 函数值:$f(0) = 0$;
- 结论:左极限=右极限=函数值,故$f(x)$在$x=0$处连续。
可导性分析
- 左导数:当$x \to 0^-$时,$f(x) = x$,左导数为$\lim_{h \to 0^-} \dfrac{f(h)-f(0)}{h} = 1$;
- 右导数:当$x \to 0^+$时,$x$落在区间$\left( \dfrac{1}{n+1}, \dfrac{1}{n} \right]$中,此时$f(x) = \dfrac{1}{n}$。差商为:
$\dfrac{f(h)-f(0)}{h} = \dfrac{1/n}{h}$
由于$h \in \left( \dfrac{1}{n+1}, \dfrac{1}{n} \right]$,可得$\dfrac{1}{n+1} < h \leq \dfrac{1}{n}$,即$n \approx \dfrac{1}{h}$。代入差商得:
$\dfrac{1/n}{h} \approx \dfrac{1}{(1/h) \cdot h} = 1$
因此,右导数为$1$; - 结论:左导数=右导数=1,故$f(x)$在$x=0$处可导。