题目
4.设函数f(x)=(ln|x|)/(|x-1|)sin x,则f(x)有( ) (A.)1个可去间断点,1个跳跃间断点. (B.)1个可去间断点,1个无穷间断点. (C.)2个跳跃间断点. (D.)2个无穷间断点.
4.设函数$f(x)=\frac{\ln|x|}{|x-1|}\sin x$,则f(x)有( ) (
A.)1个可去间断点,1个跳跃间断点. (
B.)1个可去间断点,1个无穷间断点. (
C.)2个跳跃间断点. (
D.)2个无穷间断点.
A.)1个可去间断点,1个跳跃间断点. (
B.)1个可去间断点,1个无穷间断点. (
C.)2个跳跃间断点. (
D.)2个无穷间断点.
题目解答
答案
为了确定函数 $ f(x) = \frac{\ln|x|}{|x-1|} \sin x $ 的间断点,我们需要分析函数在可能的间断点处的行为,这些点是分母为零或分子分母同时为零的点。这些点是 $ x = 0 $ 和 $ x = 1 $。
### 步骤1: 分析 $ x = 0 $ 处的间断点
函数在 $ x = 0 $ 处的值为 $ f(0) = \frac{\ln|0|}{|0-1|} \sin 0 $。由于 $ \ln|0| $ 趋向于 $-\infty$,而 $ \sin 0 = 0 $,我们需要检查极限 $ \lim_{x \to 0} f(x) $。
\[
\lim_{x \to 0} f(x) = \lim_{x \to 0} \frac{\ln|x|}{|x-1|} \sin x
\]
由于 $ |x-1| $ 在 $ x $ 接近 0 时接近 1,我们可以简化极限为:
\[
\lim_{x \to 0} f(x) = \lim_{x \to 0} \ln|x| \sin x
\]
使用洛必达法则,我们得到:
\[
\lim_{x \to 0} \ln|x| \sin x = \lim_{x \to 0} \frac{\ln|x|}{\frac{1}{\sin x}} = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{1}{x}}{-\frac{\cos x}{\sin^2 x}} = \lim_{x \to 0} -\frac{\sin^2 x}{x \cos x}
\]
由于 $ \sin x \approx x $ 当 $ x $ 接近 0 时,我们有:
\[
\lim_{x \to 0} -\frac{\sin^2 x}{x \cos x} \approx \lim_{x \to 0} -\frac{x^2}{x \cos x} = \lim_{x \to 0} -\frac{x}{\cos x} = 0
\]
因此, $ \lim_{x \to 0} f(x) = 0 $。由于极限存在但函数在 $ x = 0 $ 处未定义, $ x = 0 $ 是一个可去间断点。
### 步骤2: 分析 $ x = 1 $ 处的间断点
函数在 $ x = 1 $ 处的值为 $ f(1) = \frac{\ln|1|}{|1-1|} \sin 1 $。由于 $ \ln|1| = 0 $ 和 $ |1-1| = 0 $,我们需要检查极限 $ \lim_{x \to 1} f(x) $。
\[
\lim_{x \to 1} f(x) = \lim_{x \to 1} \frac{\ln|x|}{|x-1|} \sin x
\]
由于 $ \sin x $ 在 $ x $ 接近 1 时接近 $ \sin 1 $,我们可以简化极限为:
\[
\lim_{x \to 1} f(x) = \sin 1 \lim_{x \to 1} \frac{\ln|x|}{|x-1|}
\]
使用洛必达法则,我们得到:
\[
\lim_{x \to 1} \frac{\ln|x|}{|x-1|} = \lim_{x \to 1} \frac{\frac{1}{x}}{\pm 1} = \pm 1
\]
因此, $ \lim_{x \to 1^+} f(x) = \sin 1 $ 和 $ \lim_{x \to 1^-} f(x) = -\sin 1 $。由于左右极限存在但不相等, $ x = 1 $ 是一个跳跃间断点。
### 结论
函数 $ f(x) = \frac{\ln|x|}{|x-1|} \sin x $ 有一个可去间断点 $ x = 0 $ 和一个跳跃间断点 $ x = 1 $。
正确答案是 $\boxed{A}$。
解析
考查要点:本题主要考查函数间断点的分类,涉及可去间断点、跳跃间断点的判断,以及极限的计算。
解题核心思路:
- 确定间断点位置:分母为零的点($x=1$)和函数无定义的点($x=0$)。
- 计算左右极限:分别分析$x=0$和$x=1$处的极限是否存在、是否相等。
- 判断间断类型:
- 可去间断点:极限存在但函数值不存在或不等于极限。
- 跳跃间断点:左右极限存在但不相等。
- 无穷间断点:极限为无穷大。
破题关键点:
- $x=0$处:分子$\ln|x|$趋向$-\infty$,分母$|x-1|$趋向$1$,但$\sin x$趋向$0$,需判断乘积的极限是否存在。
- $x=1$处:分母$|x-1|$趋向$0$,分子$\ln|x|$趋向$0$,需用洛必达法则计算左右极限。
分析$x=0$处的间断点
- 函数定义:$f(0)$无定义($\ln|0|$无意义)。
- 计算极限:
$\lim_{x \to 0} f(x) = \lim_{x \to 0} \frac{\ln|x|}{|x-1|} \sin x \approx \lim_{x \to 0} \ln|x| \cdot x = 0$
(利用$\sin x \approx x$和$\ln|x| \cdot x \to 0$) - 结论:极限存在且为$0$,但函数值不存在,故$x=0$是可去间断点。
分析$x=1$处的间断点
- 函数定义:$f(1)$无定义(分母为$0$)。
- 计算左右极限:
- 右极限($x \to 1^+$):
$\lim_{x \to 1^+} \frac{\ln|x|}{x-1} \sin 1 = \sin 1 \cdot \lim_{x \to 1^+} \frac{\ln x}{x-1} = \sin 1 \cdot 1 = \sin 1$ - 左极限($x \to 1^-$):
$\lim_{x \to 1^-} \frac{\ln|x|}{1-x} \sin 1 = \sin 1 \cdot \lim_{x \to 1^-} \frac{\ln x}{1-x} = \sin 1 \cdot (-1) = -\sin 1$
- 右极限($x \to 1^+$):
- 结论:左右极限存在但不相等,故$x=1$是跳跃间断点。