题目
3.设函数 f(x)= ^beta ),xgt 0 0,xleqslant 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段点处导数的连续性,涉及导数的定义、导数的极限与连续性的关系,以及利用极限存在条件分析参数范围。
解题核心思路:
- 导数连续的条件:函数在分段点处的导数连续,要求左右导数存在且相等,且导函数在该点的极限等于导数值。
- 关键步骤:
- 计算x=0处的导数f’(0),需验证左右导数是否相等。
- 分析x>0时f’(x)的表达式,求其在x→0+时的极限,并与f’(0)比较。
- 破题关键:通过极限分析,确定α和β的关系,使得f’(x)在x=0处连续。
计算f’(0)
- 左导数(x≤0时,f(x)=0):f’(0⁻)=0。
- 右导数(x>0时,f(x)=x^α cos(1/x^β)):
$f’(0⁺) = \lim_{h \to 0⁺} \frac{h^α \cos(1/h^β) - 0}{h} = \lim_{h \to 0⁺} h^{\alpha -1} \cos\left(\frac{1}{h^\beta}\right)$
当α >1时,h^{α-1}→0,而cos项有界,故极限为0。因此,f’(0)=0。
分析f’(x)在x=0处连续性
当x>0时,求导得:
$f’(x) = \alpha x^{\alpha -1} \cos\left(\frac{1}{x^\beta}\right) + \beta x^{\alpha - \beta -1} \sin\left(\frac{1}{x^\beta}\right)$
要求x→0⁺时f’(x)→0:
- 第一项:$\alpha x^{\alpha -1} \cos(1/x^\beta)$
当α >1时,x^{α-1}→0,极限为0。 - 第二项:$\beta x^{\alpha - \beta -1} \sin(1/x^\beta)$
当α - β -1 >0(即α - β >1)时,x^{α - β -1}→0,极限为0。
综合条件:需同时满足α >1和α - β >1。但选项中仅涉及α - β的关系,故α - β >1隐含α >1,因此正确答案为A。