题目
当x→1时,函数dfrac ({x)^2-1}(x-1)(e)^dfrac (1{x-1)}的极限( ) (A)等于2 (B)等于0 (C)为∞ (D)不存在但不为∞
当x→1时,函数
的极限( )
(A)等于2 (B)等于0 (C)为∞ (D)不存在但不为∞
题目解答
答案
D. 不存在但不为∞
解析
考查要点:本题主要考查函数极限的计算,特别是分式与指数函数结合时的极限行为,以及左右极限对整体极限存在性的影响。
解题核心思路:
- 分解函数结构:将函数拆分为分式部分 $\frac{x^2-1}{x-1}$ 和指数部分 $e^{\frac{1}{x-1}}$,分别分析其极限。
- 分式化简:利用因式分解简化分式,得到 $\frac{(x-1)(x+1)}{x-1} = x+1$,当 $x \neq 1$ 时,分式极限为 $2$。
- 指数部分分析:当 $x \to 1^+$ 时,$\frac{1}{x-1} \to +\infty$,故 $e^{\frac{1}{x-1}} \to +\infty$;当 $x \to 1^-$ 时,$\frac{1}{x-1} \to -\infty$,故 $e^{\frac{1}{x-1}} \to 0$。
- 左右极限对比:右侧极限为 $2 \cdot (+\infty) = +\infty$,左侧极限为 $2 \cdot 0 = 0$,左右极限不相等,故整体极限不存在。
破题关键点:左右极限存在但不相等,导致整体极限不存在,且右侧极限为无穷大,但左侧极限为有限值,因此整体极限不存在但不为无穷大。
分式部分化简
将分式 $\frac{x^2-1}{x-1}$ 因式分解:
$\frac{x^2-1}{x-1} = \frac{(x-1)(x+1)}{x-1} = x+1 \quad (x \neq 1).$
当 $x \to 1$ 时,分式部分的极限为 $x+1 \to 1+1 = 2$。
指数部分分析
指数函数 $e^{\frac{1}{x-1}}$ 的行为取决于 $x$ 趋近于1的方向:
- 当 $x \to 1^+$:$x-1 \to 0^+$,故 $\frac{1}{x-1} \to +\infty$,因此 $e^{\frac{1}{x-1}} \to +\infty$。
- 当 $x \to 1^-$:$x-1 \to 0^-$,故 $\frac{1}{x-1} \to -\infty$,因此 $e^{\frac{1}{x-1}} \to 0$。
整体极限计算
- 右侧极限:$\lim_{x \to 1^+} \frac{x^2-1}{x-1} e^{\frac{1}{x-1}} = 2 \cdot (+\infty) = +\infty$。
- 左侧极限:$\lim_{x \to 1^-} \frac{x^2-1}{x-1} e^{\frac{1}{x-1}} = 2 \cdot 0 = 0$。
结论:左右极限存在但不相等,因此原函数在 $x \to 1$ 时极限不存在,且右侧极限为无穷大,但左侧极限为有限值,故整体极限不存在但不为无穷大。