题目
5.设函数f(x)=}sin(1)/(x),&xneq0,1,&x=0,那么当x→0时,f(x)是()。A. 无穷小量B. 无穷大量C. 极限存在但不是0D. 既不是无穷大量,也不是无穷小量
5.设函数$f(x)=\begin{cases}sin\frac{1}{x},&x\neq0,\\1,&x=0,\end{cases}$那么当x→0时,f(x)是()。
A. 无穷小量
B. 无穷大量
C. 极限存在但不是0
D. 既不是无穷大量,也不是无穷小量
题目解答
答案
D. 既不是无穷大量,也不是无穷小量
解析
考查要点:本题主要考查函数在某一点的极限存在性判断,以及无穷小量、无穷大量、极限存在性的定义。
解题核心思路:
- 明确概念:无穷小量要求极限为0,无穷大量要求绝对值无限增大,极限存在要求函数值趋近于确定值。
- 分析函数行为:当$x \to 0$时,$\sin\frac{1}{x}$在$[-1,1]$之间无限振荡,但振幅有界。
- 判断极限是否存在:由于振荡无规律收敛,极限不存在。
- 排除干扰项:结合定义排除无穷小量、无穷大量,最终确定正确选项。
破题关键点:
- 振荡有界性:$\sin\frac{1}{x}$的绝对值始终不超过1,因此不可能是无穷大量。
- 极限不存在:振荡导致极限不存在,故也不是无穷小量(无穷小量要求极限为0)。
当$x \to 0$时,$\frac{1}{x}$的绝对值趋于无穷大,因此$\sin\frac{1}{x}$的取值在$[-1,1]$之间无限振荡。具体分析如下:
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振荡性:
- 当$x$取值为$\frac{1}{n\pi}$($n$为正整数)时,$\sin\frac{1}{x} = \sin(n\pi) = 0$。
- 当$x$取值为$\frac{1}{\frac{\pi}{2} + 2n\pi}$时,$\sin\frac{1}{x} = \sin\left(\frac{\pi}{2} + 2n\pi\right) = 1$。
- 当$x$取值为$\frac{1}{\frac{3\pi}{2} + 2n\pi}$时,$\sin\frac{1}{x} = \sin\left(\frac{3\pi}{2} + 2n\pi\right) = -1$。
这表明$\sin\frac{1}{x}$在$x \to 0$时无法稳定趋近于任何值,极限不存在。
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有界性:
$\sin\frac{1}{x}$的绝对值始终满足$|\sin\frac{1}{x}| \leq 1$,因此不是无穷大量。 -
无穷小量判断:
无穷小量要求$\lim\limits_{x \to 0} f(x) = 0$,但此处极限不存在,故不是无穷小量。
综上,$f(x)$在$x \to 0$时既不是无穷大量,也不是无穷小量。