题目
【单选题】lim_(xtoinfty)arctan x=____A. (pi)/(2)B. -(pi)/(2)C. 不存在D. 0
【单选题】$\lim_{x\to\infty}\arctan x=$____
A. $\frac{\pi}{2}$
B. $-\frac{\pi}{2}$
C. 不存在
D. 0
题目解答
答案
A. $\frac{\pi}{2}$
解析
考查要点:本题主要考查反三角函数$\arctan x$的极限性质,特别是当自变量$x$趋向于正无穷时的渐近行为。
解题核心思路:
- 回忆$\arctan x$的图像特征:$\arctan x$的值域为$(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2})$,且函数在$x \to +\infty$时逐渐趋近于水平渐近线$y = \frac{\pi}{2}$。
- 明确极限定义:当$x$无限增大时,$\arctan x$的输出值会无限接近但始终小于$\frac{\pi}{2}$,因此极限存在且等于渐近线的值。
破题关键点:
- 区分正负无穷的影响:注意$x \to +\infty$与$x \to -\infty$时$\arctan x$的极限值符号相反。
- 排除干扰选项:通过渐近线的存在性排除“不存在”选项,通过函数单调性排除$0$或负值选项。
步骤1:分析$\arctan x$的单调性
$\arctan x$在定义域$\mathbb{R}$上是严格单调递增函数,因此当$x$增大时,$\arctan x$的值也单调递增。
步骤2:确定渐近线
当$x \to +\infty$时,$\arctan x$的值逐渐趋近于$\frac{\pi}{2}$,但始终小于$\frac{\pi}{2}$;当$x \to -\infty$时,$\arctan x$趋近于$-\frac{\pi}{2}$。因此,$\frac{\pi}{2}$是该函数在正无穷处的水平渐近线。
步骤3:排除错误选项
- 选项B对应$x \to -\infty$的情况,与题意不符。
- 选项C错误,因为极限存在且等于渐近线值。
- 选项D错误,因为$\arctan 0 = 0$,但随着$x$增大,$\arctan x$逐渐偏离$0$。
结论:唯一合理的答案是$\frac{\pi}{2}$,对应选项A。