题目
设 f(x)=} (x^4+ax+b)/((x-1)(x+2)) & xneq1, xneq-2 2 & x=1 在 x=1 处连续,则()A. a=2, b=3.B. a=-3, b=3.C. a=-2, b=3.D. a=2, b=-3.
设 $f(x)=\begin{cases} \frac{x^4+ax+b}{(x-1)(x+2)} & x\neq1, x\neq-2 \\ 2 & x=1 \end{cases}$ 在 $x=1$ 处连续,则()
A. $a=2, b=3$.
B. $a=-3, b=3$.
C. $a=-2, b=3$.
D. $a=2, b=-3$.
题目解答
答案
D. $a=2, b=-3$.
解析
本题考查函数在某点连续的知识点。解题思路是根据函数在某点连续的定义,即函数在该点的极限值等于该点的函数值来求解$a$和$b$的值。
- 因为函数$f(x)$在$x = 1$处连续,所以$\lim\limits_{x \to 1} f(x) = f(1)$。已知$f(1)=2$,那么$\lim\limits_{x \to 1} \frac{x^4 + ax + b}{(x - 1)(x + 2)} = 2$。
- 当$x \to 1$时,分母$(x - 1)(x + 2) \to 0$,要使极限存在且等于$2$,则分子$x^4 + ax + b$在$x = 1$时的值必为$0$,即$1^4 + a\times1 + b = 0$,化简可得$1 + a + b = 0$,进一步得到$b = -a - 1$。
- 将$b = -a - 1$代入分子$x^4 + ax + b$中,得到$x^4 + ax - a - 1$。对其进行因式分解:
- $x^4 + ax - a - 1=(x^4 - 1)+a(x - 1)$。
- 根据平方差公式$m^2 - n^2 = (m + n)(m - n)$,$x^4 - 1=(x^2 + 1)(x^2 - 1)=(x^2 + 1)(x + 1)(x - 1)$。
- 所以$x^4 + ax - a - 1=(x^2 + 1)(x + 1)(x - 1)+a(x - 1)=(x - 1)[(x^2 + 1)(x + 1)+a]$。
- 则$\lim\limits_{x \to 1} \frac{x^4 + ax + b}{(x - 1)(x + 2)}=\lim\limits_{x \to 1} \frac{(x - 1)[(x^2 + 1)(x + 1)+a]}{(x - 1)(x + 2)}$,约去$(x - 1)$可得$\lim\limits_{x \to 1} \frac{(x^2 + 1)(x + 1)+a}{x + 2}$。
- 将$x = 1$代入$\frac{(x^2 + 1)(x + 1)+a}{x + 2}$中,得到$\frac{(1^2 + 1)(1 + 1)+a}{1 + 2}=\frac{4 + a}{3}$。
- 因为$\lim\limits_{x \to 1} \frac{x^4 + ax + b}{(x - 1)(x + 2)} = 2$,所以$\frac{4 + a}{3}=2$。
- 等式两边同时乘以$3$可得$4 + a = 6$。
- 移项可得$a = 6 - 4 = 2$。
- 将$a = 2$代入$b = -a - 1$,可得$b = -2 - 1 = -3$。