题目
设函数 f(x)= ^beta ),xgt 0 0,xleqslant 0 . (α>0,β>0).若f`(x)在 x=0 处连续,则-|||-(A) alpha -beta gt 1. (B) lt alpha -beta leqslant 1.-|||-(C) alpha -beta gt 2. (D) lt alpha -beta leqslant 2.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查分段函数在分界点处导数的连续性,涉及导数的定义、极限的计算以及函数在不同区域的导数表达式。
解题核心思路:
- 导数连续的条件:导数在分界点处连续需满足左右导数存在且相等,且导函数在该点的左右极限等于导数值。
- 分段处理:分别计算$x>0$和$x<0$时的导数表达式,再分析$x=0$处的导数是否存在及连续性。
- 极限分析:通过分析导数表达式中各项的极限,确定参数$\alpha$和$\beta$的关系。
破题关键点:
- 导数在$x=0$处的存在性:需保证$\lim_{x \to 0^+} \frac{f(x)-f(0)}{x}$存在,即$\alpha >1$。
- 导数连续性条件:需保证$x \to 0^+$时,导数表达式中的第二项$\beta x^{\alpha - \beta -1} \sin \frac{1}{x^\beta}$的极限为0,即$\alpha - \beta >1$。
导数在$x=0$处的存在性
根据导数定义:
$f'(0) = \lim_{x \to 0^+} \frac{f(x)-f(0)}{x} = \lim_{x \to 0^+} x^{\alpha-1} \cos \frac{1}{x^\beta}.$
- 当$\alpha >1$时,$x^{\alpha-1} \to 0$,$\cos \frac{1}{x^\beta}$有界,故极限为0,即$f'(0)=0$。
- 当$\alpha \leq 1$时,极限不存在。
因此,$f'(0)$存在当且仅当$\alpha >1$。
导数连续性分析
当$x>0$时,导数为:
$f'(x) = \alpha x^{\alpha-1} \cos \frac{1}{x^\beta} + \beta x^{\alpha - \beta -1} \sin \frac{1}{x^\beta}.$
需保证$\lim_{x \to 0^+} f'(x) = f'(0) = 0$。
分析第一项$\alpha x^{\alpha-1} \cos \frac{1}{x^\beta}$
- 当$\alpha >1$时,$x^{\alpha-1} \to 0$,$\cos \frac{1}{x^\beta}$有界,故极限为0。
分析第二项$\beta x^{\alpha - \beta -1} \sin \frac{1}{x^\beta}$
- 当$\alpha - \beta -1 >0$(即$\alpha - \beta >1$)时,$x^{\alpha - \beta -1} \to 0$,$\sin \frac{1}{x^\beta}$有界,极限为0。
- 当$\alpha - \beta -1 \leq 0$时,极限不存在。
因此,$f'(x)$在$x=0$处连续当且仅当$\alpha - \beta >1$。