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数学
题目

13.设 (x)=lim _(tarrow +infty )dfrac (x+{e)^tx}(1+{e)^tx}, 则 x=0 是f(x)的 () .-|||-(A)连续点 (B)第一类间断点-|||-(C)第二类间断点 (D)不能判断连续性的点

题目解答

答案

解析

本题考查分段函数在分段点处的连续性判断,核心在于通过极限定义确定函数表达式,进而分析间断点类型。关键点如下:

  1. 极限分析:当极限变量$t \rightarrow +\infty$时,指数项$e^{tx}$的行为由$x$的符号决定;
  2. 分段表达式:根据$x>0$、$x=0$、$x<0$的不同情况,分别求出$f(x)$的表达式;
  3. 间断点类型判断:通过左右极限与函数值的关系,确定$x=0$处的间断类型。

步骤1:分析不同$x$值下的极限

  1. 当$x > 0$时:
    $t \rightarrow +\infty$时,$e^{tx} \rightarrow +\infty$,分子和分母均被$e^{tx}$主导,故:
    $f(x) = \lim_{t \rightarrow +\infty} \frac{x + e^{tx}}{1 + e^{tx}} = \frac{e^{tx}}{e^{tx}} = 1$

  2. 当$x = 0$时:
    代入$x=0$,直接计算:
    $f(0) = \frac{0 + e^{0}}{1 + e^{0}} = \frac{1}{2}$

  3. 当$x < 0$时:
    $t \rightarrow +\infty$时,$e^{tx} \rightarrow 0$,分子和分母中的常数项占优,故:
    $f(x) = \lim_{t \rightarrow +\infty} \frac{x + 0}{1 + 0} = x$

步骤2:计算$x=0$处的左右极限

  • 右极限($x \rightarrow 0^+$):
    $f(x) = 1$,故$\lim_{x \rightarrow 0^+} f(x) = 1$;

  • 左极限($x \rightarrow 0^-$):
    $f(x) = x$,故$\lim_{x \rightarrow 0^-} f(x) = 0$;

  • 函数值:
    $f(0) = \frac{1}{2}$。

步骤3:判断间断点类型

  • 左右极限存在但不相等(右极限$1 \neq$左极限$0$),且函数值$\frac{1}{2}$与左右极限均不相等;
  • 符合第一类间断点(跳跃间断点)的定义。

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