6.函数f(x)在x=0的某邻域内有定义,则“lim_(x to 0) (|f(x)|)/(x)存在”是“lim_(x to 0) (f(x))/(x)=0”的A. 充分必要条件.B. 充分非必要条件.C. 必要非充分条件.D. 既非充分也非必要条件.
A. 充分必要条件.
B. 充分非必要条件.
C. 必要非充分条件.
D. 既非充分也非必要条件.
题目解答
答案
解析
本题考查函数极限的性质以及充分必要条件的判断。解题的关键在于分别分析“$\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}$存在”能否推出“$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x}=0$”以及“$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x}=0$”能否推出“$\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}$存在”。
充分性证明(由“$\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}$存在”推出“$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x}=0$”)
已知$\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}$存在,因为$\lim_{x \to 0^+} \frac{|f(x)|}{x}$和$\lim_{x \to 0^-} \frac{|f(x)|}{x}$都存在且相等。
- 当$x\to 0^+$时,$\frac{|f(x)|}{x}\geqslant0$,根据极限的保号性,若$\lim_{x \to 0^+} \frac{|f(x)|}{x}=A$,则$A\geqslant0$。
- 当$x\to 0^-$时,$\frac{|f(x)|}{x}\leqslant0$,根据极限的保号性,若$\lim_{x \to 0^-} \frac{|f(x)|}{x}=A$,则$A\leqslant0$。
所以$A = 0$,即$\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}=0$。
又因为$0\leqslant\left|\frac{f(x)}{x}\right|=\frac{|f(x)|}{x}$,由夹逼准则可得$\lim_{x \to 0} \left|\frac{f(x)}{x}\right| = 0$,而$\lim_{x \to 0} \left|\frac{f(x)}{x}\right| = 0$等价于$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x}=0$,充分性得证。
必要性证明(由“$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x}=0$”推出“$\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}$存在”)
已知$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x}=0$,则$\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}=\lim_{x \to 0} \left|\frac{f(x)}{x}\right|\cdot|x|$。
根据极限的乘法法则$\lim_{x \to a}[f(x)\cdot g(x)]=\lim_{x \to a}f(x)\cdot\lim_{x \to a}g(x)$(当两个极限都存在时),因为$\lim_{x \to 0} \left|\frac{f(x)}{x}\right| = 0$,$\lim_{x \to 0}|x| = 0$,所以$\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}=0$,即$\lim_{x \to 0} \frac{|f(x)|}{x}$存在,必要性得证。