题目
14. (2.0分) 设函数f(x)=(1)/(x),当x→+∞时,f(x)的极限值是? A. 1 B. -∞ C. +∞ D. 0
14. (2.0分) 设函数$f(x)=\frac{1}{x}$,当x→+∞时,f(x)的极限值是?
A. 1
B. -∞
C. +∞
D. 0
A. 1
B. -∞
C. +∞
D. 0
题目解答
答案
为了确定函数 $ f(x) = \frac{1}{x} $ 当 $ x \to +\infty $ 时的极限值,我们需要理解当 $ x $ 变得非常大时,函数 $ f(x) $ 的行为。
1. **理解函数**: 函数 $ f(x) = \frac{1}{x} $ 表明 $ f(x) $ 是 $ x $ 的倒数。当 $ x $ 增大时,$ \frac{1}{x} $ 变得更小。
2. **极限的定义**: 当 $ x $ 趋向于无穷大时,$ f(x) $ 的极限是 $ L $,如果对于任何正数 $ \epsilon $,存在一个正数 $ N $,使得对于所有 $ x > N $,$ |f(x) - L| < \epsilon $。
3. **应用定义**: 对于函数 $ f(x) = \frac{1}{x} $,我们想找到 $ \lim_{x \to +\infty} \frac{1}{x} $。我们假设极限 $ L $ 是 0。那么,我们需要证明对于任何 $ \epsilon > 0 $,存在一个 $ N > 0 $,使得对于所有 $ x > N $,$ \left| \frac{1}{x} - 0 \right| < \epsilon $。
4. **简化不等式**: 不等式 $ \left| \frac{1}{x} - 0 \right| < \epsilon $ 简化为 $ \frac{1}{x} < \epsilon $。解出 $ x $,我们得到 $ x > \frac{1}{\epsilon} $。因此,我们可以选择 $ N = \frac{1}{\epsilon} $。
5. **结论**: 由于对于任何 $ \epsilon > 0 $,我们总能找到一个 $ N > 0 $,使得对于所有 $ x > N $,$ \left| \frac{1}{x} - 0 \right| < \epsilon $,我们得出结论 $ \lim_{x \to +\infty} \frac{1}{x} = 0 $。
因此,当 $ x \to +\infty $ 时,$ f(x) $ 的极限值是 $\boxed{D}$。
解析
本题考查函数在无穷远处的极限。关键在于理解当自变量$x$趋向于正无穷时,函数$f(x)=\frac{1}{x}$的变化趋势。倒数函数的特性是当$x$增大时,$\frac{1}{x}$的值会逐渐减小并无限接近于$0$。因此,极限值应为$0$。
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观察函数趋势
当$x$逐渐增大时,分母$x$的值越来越大,导致整个分数$\frac{1}{x}$的值越来越小。例如:- 当$x=10$时,$\frac{1}{x}=0.1$;
- 当$x=1000$时,$\frac{1}{x}=0.001$;
- 随着$x$趋近于正无穷,$\frac{1}{x}$会无限接近$0$。
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极限的定义验证
根据极限的定义,若$\lim_{x \to +\infty} \frac{1}{x} = L$,则对于任意小的正数$\epsilon$,存在一个正数$N$,使得当$x > N$时,$\left| \frac{1}{x} - L \right| < \epsilon$。
假设$L=0$,则不等式变为$\frac{1}{x} < \epsilon$,解得$x > \frac{1}{\epsilon}$。因此,取$N = \frac{1}{\epsilon}$即可满足条件,证明$\lim_{x \to +\infty} \frac{1}{x} = 0$。 -
排除错误选项
- 选项A(1):当$x$很大时,$\frac{1}{x}$不可能接近$1$;
- 选项B($-\infty$)和选项C($+\infty$):$\frac{1}{x}$始终为正且逐渐减小,不会趋向无穷;
- 选项D(0):符合上述分析。