题目
8.设 f(x)= ,xgt 0 a+{x)^2,xlt 0. . 问a为何值时 lim f(x )存在,并求该极限值.

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极限存在条件,以及利用夹逼定理求解极限的方法。
解题核心思路:
当分段函数在分段点处的左右极限存在且相等时,极限存在。因此,需要分别计算$x \to 0^+$和$x \to 0^-$时的极限,令两者相等,解出参数$a$的值。
破题关键点:
- 左极限($x \to 0^-$):直接代入表达式$a + x^2$,利用$x^2 \to 0$求解。
- 右极限($x \to 0^+$):利用夹逼定理,结合$\sin(1/x)$有界性,得出极限值。
- 等式联立:令左右极限相等,确定$a$的值。
步骤1:计算右极限($x \to 0^+$)
当$x > 0$时,$f(x) = x \cdot \sin \dfrac{1}{x}$。
由于$\sin \dfrac{1}{x}$的取值范围为$[-1, 1]$,因此:
$\left| x \cdot \sin \dfrac{1}{x} \right| \leq |x|$
当$x \to 0^+$时,$|x| \to 0$,根据夹逼定理:
$\lim_{x \to 0^+} x \cdot \sin \dfrac{1}{x} = 0$
步骤2:计算左极限($x \to 0^-$)
当$x < 0$时,$f(x) = a + x^2$。
当$x \to 0^-$时,$x^2 \to 0$,因此:
$\lim_{x \to 0^-} f(x) = a + 0 = a$
步骤3:联立左右极限
若$\lim_{x \to 0} f(x)$存在,则左右极限必须相等:
$\lim_{x \to 0^+} f(x) = \lim_{x \to 0^-} f(x) \implies 0 = a$
因此,$a = 0$,此时极限值为$0$。