题目
极限 lim_(x to 0) ( x sin (1)/(x) - (1)/(x) sin x ) 的结果是( )。A. 0B. 1C. -1D. 不存在
极限 $\lim_{x \to 0} \left( x \sin \frac{1}{x} - \frac{1}{x} \sin x \right)$ 的结果是( )。
A. 0
B. 1
C. -1
D. 不存在
题目解答
答案
C. -1
解析
考查要点:本题主要考查极限的运算,特别是涉及三角函数与无穷小量的乘积、重要极限公式的应用。
解题核心思路:
- 拆分表达式:将原式拆分为两个部分分别求极限,再合并结果。
- 分析每一项的极限行为:
- 第一项:利用有界函数与无穷小量的乘积仍为无穷小的性质。
- 第二项:应用重要极限公式 $\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$。
- 合并结果:若两个极限均存在,则差的极限等于极限的差。
破题关键点:
- 正确识别第一项中 $\sin \frac{1}{x}$ 的有界性,避免误判为极限不存在。
- 灵活运用重要极限公式简化第二项的计算。
第一步:分析第一项 $x \sin \frac{1}{x}$ 的极限
- 有界性:$\sin \frac{1}{x}$ 的取值范围始终在 $[-1, 1]$ 内,即 $|\sin \frac{1}{x}| \leq 1$。
- 无穷小量乘积:当 $x \to 0$ 时,$x$ 是无穷小量,因此:
$\left| x \sin \frac{1}{x} \right| \leq |x| \to 0$
根据夹逼定理,得:
$\lim_{x \to 0} x \sin \frac{1}{x} = 0$
第二步:分析第二项 $\frac{1}{x} \sin x$ 的极限
- 重要极限公式:直接应用 $\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$,得:
$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1 \quad \Rightarrow \quad \lim_{x \to 0} \frac{1}{x} \sin x = 1$
第三步:合并两个极限
将两部分的极限结果相减:
$\lim_{x \to 0} \left( x \sin \frac{1}{x} - \frac{1}{x} \sin x \right) = 0 - 1 = -1$