AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1037

Условие

Пусть \(\displaystyle{f(x)=\left\{\begin{aligned}&x+1;\;x\le{1}; \\ &3-ax^2;\;x\gt{1}.\end{aligned}\right.}\). При каком выборе числа \(\displaystyle{a}\) функция \(\displaystyle{f(x)}\) будет непрерывной? Построить её график.

Решение

Функции \(\displaystyle{x+1}\) и \(\displaystyle{3-ax^2}\) непрерывны при любых \(\displaystyle{x\in{R}}\). Исследуем на разрыв точку \(\displaystyle{x=1}\).

\[ \begin{aligned} &\lim_{x\to{1-0}}f(x)=\lim_{x\to{1-0}}(x+1)=2.\\ &\lim_{x\to{1+0}}f(x)=\lim_{x\to{1+0}}\left(3-ax^2\right)=3-a. \end{aligned} \]

Так как \(\displaystyle{f(1)=2}\), то функция будет непрерывной при \(\displaystyle{3-a=2}\), откуда имеем \(\displaystyle{a=1}\).

При \(\displaystyle{a=1}\) получим, что \(\displaystyle{f(x)=\left\{\begin{aligned}&x+1;\;x\le{1}; \\ &3-x^2;\;x\gt{1}.\end{aligned}\right.}\). Построим график этой функции. Серой пунктирной линией показан график параболы \(\displaystyle{y=3-x^2}\).

Ответ:

\(\displaystyle{a=1}\)

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №2Предел. Непрерывность
Параграф №3Непрерывные функции
Задача №223