题目
当 x arrow infty 时,下列变量极限存在的是()A. cos xB. (x)/(2)C. 3^xD. (2x+1)/(x)
当 $x \rightarrow \infty$ 时,下列变量极限存在的是()
A. $\cos x$
B. $\frac{x}{2}$
C. $3^x$
D. $\frac{2x+1}{x}$
题目解答
答案
D. $\frac{2x+1}{x}$
解析
考查要点:本题主要考查函数在无穷远处的极限是否存在。关键点在于判断当$x \rightarrow \infty$时,各选项的函数值是否趋向于某个确定的常数(包括有限或无限远处的稳定趋势)。
解题思路:
- 极限存在的条件:当$x \rightarrow \infty$时,函数值趋向于一个确定的常数(有限或无限)。
- 逐项分析:
- 周期函数(如$\cos x$)会震荡,极限不存在。
- 线性增长函数(如$\frac{x}{2}$)趋向于无穷大,极限不存在。
- 指数函数(如$3^x$)趋向于无穷大,极限不存在。
- 分式函数(如$\frac{2x+1}{x}$)可化简为常数加趋近于0的项,极限存在。
选项分析
A. $\cos x$
- 周期性震荡:$\cos x$在区间$[-1, 1]$内无限次震荡,没有确定的趋向值。
- 结论:极限不存在。
B. $\frac{x}{2}$
- 线性增长:当$x \rightarrow +\infty$时,$\frac{x}{2} \rightarrow +\infty$;当$x \rightarrow -\infty$时,$\frac{x}{2} \rightarrow -\infty$。
- 结论:极限不存在(趋向于无穷大)。
C. $3^x$
- 指数增长:当$x \rightarrow +\infty$时,$3^x \rightarrow +\infty$;当$x \rightarrow -\infty$时,$3^x \rightarrow 0$。
- 关键矛盾:题目未明确$x$的趋向方向,但默认$x \rightarrow +\infty$时趋向于无穷大,极限不存在。
D. $\frac{2x+1}{x}$
- 化简:$\frac{2x+1}{x} = 2 + \frac{1}{x}$。
- 极限分析:当$x \rightarrow \infty$时,$\frac{1}{x} \rightarrow 0$,因此整体趋向于$2$。
- 结论:极限存在且为$2$。