题目
函数f(x)=pi+arctan x是().A. 有界函数B. 无界函数C. 单调减函数D. 周期函数
函数$f(x)=\pi+\arctan x$是().
A. 有界函数
B. 无界函数
C. 单调减函数
D. 周期函数
题目解答
答案
A. 有界函数
解析
考查要点:本题主要考查函数的基本性质,包括有界性、单调性、周期性,以及导数的应用。
解题核心思路:
- 分析函数值域:通过基本初等函数$\arctan x$的值域推导$f(x)$的值域,判断有界性。
- 求导数:通过导数的符号判断函数的单调性。
- 周期性判断:结合$\arctan x$的单调性及常数项的影响,分析周期性。
破题关键点:
- $\arctan x$的值域为$\left(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right)$,加上$\pi$后值域变为$\left(\frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2}\right)$,说明$f(x)$有界。
- 导数$f'(x) = \frac{1}{1+x^2} > 0$,函数单调递增。
- 非周期性:$\arctan x$本身非周期函数,加常数后仍保持非周期性。
选项分析
A. 有界函数
$\arctan x$的值域为$\left(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right)$,因此$f(x) = \pi + \arctan x$的值域为:
$\pi + \left(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right) = \left(\frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2}\right)$
该区间有限,故$f(x)$是有界函数,A正确。
B. 无界函数
由值域$\left(\frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2}\right)$可知,$f(x)$的取值范围被限制在有限区间内,B错误。
C. 单调减函数
求导得:
$f'(x) = \frac{d}{dx} (\pi + \arctan x) = \frac{1}{1+x^2}$
由于$1+x^2 > 0$对任意$x$成立,故$f'(x) > 0$,函数单调递增,C错误。
D. 周期函数
$\arctan x$是单调函数,非周期函数。加常数$\pi$后,函数形状未改变,仍保持单调性,D错误。