2.设f(x)={(tan 3 x)/(x), & x neq 0 a, x=0.在x=0处连续,则a=()A. -1B. 1C. 2D. 3
A. -1
B. 1
C. 2
D. 3
题目解答
答案
解析
本题考查函数在某点连续的概念以及重要极限的应用。解题的关键在于利用函数在一点连续的定义,即函数在该点的极限值等于函数值,通过计算函数在$x = 0$处的极限来确定$a$的值。
步骤一:明确函数连续的条件
已知函数$f(x)$在$x = 0$处连续,根据函数连续的定义可知$\lim\limits_{x \to 0} f(x) = f(0)$。
由函数表达式可知$f(0)=a$,所以我们需要求出$\lim\limits_{x \to 0} f(x)$。
步骤二:计算$\lim\limits_{x \to 0} f(x)$
当$x\neq0$时,$f(x)=\frac{\tan 3x}{x}$,则$\lim\limits_{x \to 0} f(x)=\lim\limits_{x \to 0} \frac{\tan 3x}{x}$。
根据三角函数关系$\tan\alpha=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}$,可将上式变形为$\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{x\cos 3x}$。
进一步变形为$\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{3x}\cdot\frac{3}{\cos 3x}$。
步骤三:利用重要极限求解
根据重要极限$\lim\limits_{\alpha \to 0} \frac{\sin\alpha}{\alpha}=1$,令$\alpha = 3x$,当$x \to 0$时,$\alpha \to 0$,则$\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{3x}=1$。
同时,$\lim\limits_{x \to 0} \cos 3x=\cos(3\times0)=\cos0 = 1$。
所以$\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{3x}\cdot\frac{3}{\cos 3x}=1\times\frac{3}{1}=3$。
步骤四:确定$a$的值
因为$\lim\limits_{x \to 0} f(x) = f(0)$,$\lim\limits_{x \to 0} f(x)=3$,$f(0)=a$,所以$a = 3$。