题目
设 f(x) 在 x=1 处连续,且 dfrac (f(x)-2x)({e)^x-1-1}-dfrac (1)(ln x) 在 x=1-|||-的某去心邻域有界,则 f(1) 等于 ()-|||-(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查函数在某点连续的性质,以及利用极限存在性判断函数有界性的能力。关键在于通过构造表达式分析其极限行为,进而求解函数值。
解题核心思路:
- 连续性条件:利用$f(x)$在$x=1$处连续,得出$\lim\limits_{x \to 1} f(x) = f(1)$。
- 有界性条件:表达式$\dfrac{f(x)-2x}{x-1} - \dfrac{1}{\ln x}$在$x=1$附近有界,说明当$x \to 1$时,该表达式的极限必须存在且有限。
- 泰勒展开近似:将$\ln x$展开为$x-1$的高阶小项,简化表达式,分析分子分母的趋近关系,最终通过极限存在性确定$f(1)$的值。
破题关键点:
- 分子必须趋近于0:当$x \to 1$时,分母$x-1 \to 0$,若分子$f(x)-2x-1$不趋近于0,则分式会趋向无穷大,导致表达式无界,与题设矛盾。因此,必须满足$f(1)-3=0$,即$f(1)=3$。
构造表达式并分析极限:
题目中定义$g(x) = \dfrac{f(x)-2x}{x-1} - \dfrac{1}{\ln x}$,要求$g(x)$在$x=1$附近有界。
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近似展开$\ln x$:
当$x \to 1$时,$\ln x \approx x-1 - \dfrac{(x-1)^2}{2}$,因此$\dfrac{1}{\ln x} \approx \dfrac{1}{x-1} + \dfrac{1}{2}$。 -
简化$g(x)$:
$g(x) \approx \dfrac{f(x)-2x}{x-1} - \left( \dfrac{1}{x-1} + \dfrac{1}{2} \right) = \dfrac{f(x)-2x-1}{x-1} - \dfrac{1}{2}.$ -
分析分式$\dfrac{f(x)-2x-1}{x-1}$:
- 若$x \to 1$时,分子$f(x)-2x-1 \to 0$,则分式可能有有限极限。
- 若分子不趋近于0,则分式趋向无穷大,导致$g(x)$无界,与题设矛盾。
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利用连续性求$f(1)$:
由$f(x)$在$x=1$处连续,$\lim\limits_{x \to 1} f(x) = f(1)$,代入分子极限得:
$f(1) - 2 \cdot 1 - 1 = 0 \implies f(1) = 3.$