题目
函数(x)=dfrac (x-{x)^3}(sin pi x)的可去间断点的个数为( )A.1B.2C.3D.无穷多个
函数
的可去间断点的个数为( )
A.1
B.2
C.3
D.无穷多个
题目解答
答案
C. 3
解析
考查要点:本题主要考查函数间断点类型的判断,特别是可去间断点的判定条件。需要结合分母为零的点进行分析,并利用极限存在性判断是否为可去间断点。
解题核心思路:
- 确定函数的不连续点:分母$\sin(\pi x)=0$的解为$x=k$($k$为整数)。
- 判断各不连续点是否为可去间断点:计算$\lim\limits_{x \to k} f(x)$是否存在。若存在,则$x=k$为可去间断点。
破题关键点:
- 分子在$x=k$处的值:当$k=0, \pm1$时,分子$x-x^3$为0,此时极限可能存在;其他整数点分子不为0,极限趋向无穷。
- 泰勒展开简化计算:利用$\sin(\pi x) \approx \pi(x-k)$(当$x \to k$时),简化极限计算。
步骤1:确定不连续点
函数$f(x)=\frac{x-x^3}{\sin(\pi x)}$的分母$\sin(\pi x)=0$当且仅当$x=k$($k$为整数),因此函数在所有整数点$x=k$处不连续。
步骤2:分析各不连续点的极限
当$k=0$时
- 分子:$x - x^3 \approx x$(高阶小项可忽略)。
- 分母:$\sin(\pi x) \approx \pi x$。
- 极限:$\lim\limits_{x \to 0} \frac{x}{\pi x} = \frac{1}{\pi}$,存在。
- 结论:$x=0$是可去间断点。
当$k=1$时
- 分子:$x - x^3 = x(1-x)(1+x) \approx 1 \cdot 0 \cdot 2 = 0$。
- 分母:$\sin(\pi x) \approx \pi(x-1)$。
- 极限:$\lim\limits_{x \to 1} \frac{x(1-x)(1+x)}{\pi(x-1)} = \lim\limits_{x \to 1} \frac{-x(1+x)}{\pi} = -\frac{2}{\pi}$,存在。
- 结论:$x=1$是可去间断点。
当$k=-1$时
- 分子:$x - x^3 = x(1-x)(1+x) \approx (-1)(2)(0) = 0$。
- 分母:$\sin(\pi x) \approx \pi(x+1)$。
- 极限:$\lim\limits_{x \to -1} \frac{x(1-x)(1+x)}{\pi(x+1)} = \lim\limits_{x \to -1} \frac{-x(1-x)}{\pi} = \frac{2}{\pi}$,存在。
- 结论:$x=-1$是可去间断点。
其他整数点$k \neq 0, \pm1$
- 分子:$x - x^3 = k(1-k^2) \neq 0$。
- 分母:$\sin(\pi x) \approx \pi(x-k)$。
- 极限:$\lim\limits_{x \to k} \frac{k(1-k^2)}{\pi(x-k)}$趋向无穷,不存在。
- 结论:这些点为无穷间断点,非可去间断点。
步骤3:统计可去间断点个数
可去间断点为$x=0, 1, -1$,共3个。