题目
求a,b为何值时,函数 f(x)= ),xlt 0, b,x=0, dfrac (ln (1+ax))(x),xgt 0 . x=0 处连续.-|||-.

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连续性条件,涉及极限的计算,特别是利用等价无穷小或洛必达法则处理未定式。
解题核心思路:
函数在$x=0$处连续需满足左极限=右极限=函数值$f(0)=b$。
- 左极限($x \to 0^-$):处理形如$(1+kx)^{1/x}$的极限,可转化为自然指数形式,利用$\lim_{x \to 0} (1+kx)^{1/x} = e^k$。
- 右极限($x \to 0^+$):处理$\frac{\ln(1+ax)}{x}$,利用等价无穷小$\ln(1+ax) \sim ax$直接化简。
破题关键:
- 左极限转化:将$(1+2x)^{1/x}$写成指数函数形式,通过求对数简化计算。
- 右极限简化:直接应用等价无穷小替换,快速得出极限值。
- 联立方程:通过左极限、右极限与$f(0)$相等,联立解出$a$和$b$。
步骤1:计算左极限($x \to 0^-$)
当$x \to 0^-$时,函数为$f(x) = (1+2x)^{1/x}$。
- 取自然对数:
$\ln\left[(1+2x)^{1/x}\right] = \frac{\ln(1+2x)}{x}$ - 计算极限:
当$x \to 0$时,$\ln(1+2x) \sim 2x$,因此:
$\lim_{x \to 0^-} \frac{\ln(1+2x)}{x} = \lim_{x \to 0^-} \frac{2x}{x} = 2$ - 还原指数形式:
左极限为$e^2$,即:
$\lim_{x \to 0^-} f(x) = e^2$
步骤2:计算右极限($x \to 0^+$)
当$x \to 0^+$时,函数为$f(x) = \frac{\ln(1+ax)}{x}$。
- 应用等价无穷小:
$\ln(1+ax) \sim ax$,因此:
$\lim_{x \to 0^+} \frac{\ln(1+ax)}{x} = \lim_{x \to 0^+} \frac{ax}{x} = a$
即右极限为$a$。
步骤3:连续性条件
函数在$x=0$处连续需满足:
$\lim_{x \to 0^-} f(x) = \lim_{x \to 0^+} f(x) = f(0)$
代入已知条件:
$e^2 = a = b$
因此,$a = b = e^2$。