题目
设函数f(x)= ^2), xneq 0 0, x=0. .的取值范围.
设函数
的导函数在
处连续,求参数
的取值范围.
题目解答
答案
解 由导数定义可求得
,
上述极限只在
时存在,且此时
,于是
在
上的导函数为

要使
在
处连续,必须有
,
所以,当
时,
在
处连续.
解析
本题主要考察分段函数在分段点处的导数计算及导函数连续性的判定,关键在于利用导数定义求分段点导数、计算分段点处的极限,并结合三角函数的有界性分析参数范围。
步骤1:求f(x)在x=0处的导数f’(0)
对于分段函数在x=0处的导数,需用用导数定义:
$f'(0) = \lim_{x \to 0} \frac{f(x) - f(0)}{x - 0} = \lim_{x \to 0} \frac{x^\lambda \sin\frac{1}{x^2} - 0}{x} = \lim_{x \to 0} x^{\lambda - 1} \sin\frac{1}{x^2}$
由于$\sin\frac{1}{x^2}$是有界函数($|\sin\frac{1}{x^极限}| \(\sin\frac{1}{x^2}$ 替换为 $\cos\frac{1}{x^2}$,极限是否存在?不影响,关键看$x^{\^{\lambda - 3}$的指数:
- 若$\lambda - 3 > 0$,则$x^{\lambda - 3} \to 0$,第二项极限为0;
- 若$\lambda - 3 \leq 0$,则$x^{\lambda - 3}$不趋于0,$\cos\frac{1}{x^2}$的极限不存在(震荡),导致$f'(x)$的极限不存在。
因此,仅当$\lambda > 3$时,$\lim_{x \to 0} f'(x) = 0 = f'(0)$,即$f'(x)$在x=0处连续。