题目
设函数(x)=lim _(narrow infty )dfrac ({x)^n+3}(sqrt {{3)^2n+(x)^2n}}(-infty lt xlt +infty ),则(x)=lim _(narrow infty )dfrac ({x)^n+3}(sqrt {{3)^2n+(x)^2n}}(-infty lt xlt +infty )在区间(x)=lim _(narrow infty )dfrac ({x)^n+3}(sqrt {{3)^2n+(x)^2n}}(-infty lt xlt +infty )上()A.连续B.有一个可去间断点C.有一个跳跃间断点D.有一个第二类间断点
设函数,则
在区间
上()
A.连续
B.有一个可去间断点
C.有一个跳跃间断点
D.有一个第二类间断点
题目解答
答案
因为函数所以区间
上,函数
为
,有分段点
,
,故
,所以
是跳跃间断点,故C正确,综上所述故选C
解析
考查要点:本题主要考查极限的计算、分段函数的构造以及函数在区间内的连续性与间断点类型的判断。
解题核心思路:
- 化简极限表达式:通过比较分母中的$3^{2n}$和$x^{2n}$的主导项,将原极限转化为分段函数。
- 分段讨论:根据$|x|$与$3$的大小关系,确定不同区间内函数的表达式。
- 分析间断点:重点关注分段点$x=3$处的左右极限是否存在且相等,判断间断点类型。
破题关键:
- 主导项分析:当$|x|>3$时,分母由$x^{2n}$主导;当$|x|<3$时,分母由$3^{2n}$主导;当$|x|=3$时,分母为$\sqrt{2} \cdot 3^n$。
- 极限化简:通过提取公因子,将原式转化为易于分析的分段形式。
步骤1:化简极限表达式
原函数为:
$f(x) = \lim_{n \to \infty} \frac{x^{n+3}}{\sqrt{3^{2n} + x^{2n}}}$
将分母提取公因子:
- 当$|x| > 3$时,分母$\sqrt{3^{2n} + x^{2n}} \approx x^n$,分子$x^{n+3} = x^n \cdot x^3$,故极限为$x^3$。
- 当$|x| < 3$时,分母$\sqrt{3^{2n} + x^{2n}} \approx 3^n$,分子$x^{n+3}$趋向于$0$,故极限为$0$。
- 当$|x| = 3$时,分母$\sqrt{3^{2n} + 3^{2n}} = 3^n \sqrt{2}$,分子$3^{n+3} = 3^n \cdot 27$,故极限为$\frac{27}{\sqrt{2}}$。
步骤2:分段函数表达式
$f(x) = \begin{cases} x^3, & x > 3, \\\frac{27}{\sqrt{2}}, & x = 3, \\0, & 1 < x < 3.\end{cases}$
步骤3:分析间断点
在区间$(1, +\infty)$内,分段点为$x=3$:
- 左极限:$\lim_{x \to 3^-} f(x) = 0$;
- 右极限:$\lim_{x \to 3^+} f(x) = 27$;
- 函数值:$f(3) = \frac{27}{\sqrt{2}}$。
结论:左右极限存在但不相等,故$x=3$为跳跃间断点。