题目
1.设f(x)=lim_(ntoinfty)(x^2n-1+ax^2+bx)/(x^2n)+1,若x=1,x=-1均为f(x)的跳跃间断点,则() (A.)a+b=1,a-b≠-1 (B.)a+b=1,a-b=-1 (C.)a+b≠1,a-b≠-1 (D.)a+b≠1,a-b=-1
1.设$f(x)=\lim_{n\to\infty}\frac{x^{2n-1}+ax^{2}+bx}{x^{2n}+1}$,若$x=1,x=-1$均为f(x)的跳跃间断点,则() (
A.)a+b=1,a-b≠-1 (
B.)a+b=1,a-b=-1 (
C.)a+b≠1,a-b≠-1 (
D.)a+b≠1,a-b=-1
A.)a+b=1,a-b≠-1 (
B.)a+b=1,a-b=-1 (
C.)a+b≠1,a-b≠-1 (
D.)a+b≠1,a-b=-1
题目解答
答案
将 $ f(x) = \lim_{n \to \infty} \frac{x^{2n-1} + ax^2 + bx}{x^{2n} + 1} $ 分析如下:
1. **当 $ |x| < 1 $ 时**,$ x^{2n} \to 0 $,故 $ f(x) = ax^2 + bx $。
2. **当 $ |x| > 1 $ 时**,$ x^{2n} \to \infty $,故 $ f(x) = \frac{x^{2n-1}}{x^{2n}} = \frac{1}{x} $。
3. **当 $ x = 1 $ 时**,
\[
f(1) = \lim_{n \to \infty} \frac{1 + a + b}{2} = \frac{1 + a + b}{2}
\]
左极限 $ \lim_{x \to 1^-} f(x) = a + b $,右极限 $ \lim_{x \to 1^+} f(x) = 1 $。
跳跃间断点条件:$ a + b \neq 1 $。
4. **当 $ x = -1 $ 时**,
\[
f(-1) = \lim_{n \to \infty} \frac{-1 + a - b}{2} = \frac{-1 + a - b}{2}
\]
左极限 $ \lim_{x \to -1^-} f(x) = -1 $,右极限 $ \lim_{x \to -1^+} f(x) = a - b $。
跳跃间断点条件:$ a - b \neq -1 $。
**结论:**
$x = 1$ 和 $x = -1$ 均为跳跃间断点,需满足 $a + b \neq 1$ 且 $a - b \neq -1$。
答案:$\boxed{C}$
解析
考查要点:本题主要考查分段函数在不同区间内的极限求解,以及跳跃间断点的判定条件。关键在于分析当$x$的绝对值不同时,极限表达式的简化形式,并结合左右极限与函数值的关系进行判断。
解题思路:
- 分区间讨论:根据$|x| < 1$、$|x| > 1$和$x = \pm 1$的不同情况,分别求出$f(x)$的表达式。
- 计算左右极限:在$x = 1$和$x = -1$处,分别求左右极限和函数值。
- 跳跃间断点条件:左右极限存在但不相等,或函数值与至少一侧极限不相等。
破题关键:
- 极限化简:利用$x^{2n}$在不同区间内的趋近性简化表达式。
- 左右极限对比:特别注意$x = 1$和$x = -1$处的左右极限差异。
当$|x| < 1$时
此时$x^{2n} \to 0$,原式化简为:
$f(x) = \frac{0 + a x^2 + b x}{0 + 1} = a x^2 + b x.$
当$|x| > 1$时
此时$x^{2n}$主导分子和分母,原式化简为:
$f(x) = \frac{x^{2n-1}}{x^{2n}} = \frac{1}{x}.$
当$x = 1$时
- 函数值:
$f(1) = \lim_{n \to \infty} \frac{1 + a + b}{2} = \frac{1 + a + b}{2}.$ - 左极限($x \to 1^-$):属于$|x| < 1$的情况,故:
$\lim_{x \to 1^-} f(x) = a \cdot 1^2 + b \cdot 1 = a + b.$ - 右极限($x \to 1^+$):属于$|x| > 1$的情况,故:
$\lim_{x \to 1^+} f(x) = \frac{1}{1} = 1.$
跳跃间断点条件:左极限 $\neq$ 右极限,即:
$a + b \neq 1.$
当$x = -1$时
- 函数值:
$f(-1) = \lim_{n \to \infty} \frac{-1 + a - b}{2} = \frac{-1 + a - b}{2}.$ - 左极限($x \to -1^-$):属于$|x| > 1$的情况,故:
$\lim_{x \to -1^-} f(x) = \frac{1}{-1} = -1.$ - 右极限($x \to -1^+$):属于$|x| < 1$的情况,故:
$\lim_{x \to -1^+} f(x) = a \cdot (-1)^2 + b \cdot (-1) = a - b.$
跳跃间断点条件:左极限 $\neq$ 右极限,即:
$a - b \neq -1.$
综合条件:需同时满足$a + b \neq 1$和$a - b \neq -1$,对应选项C。