题目
1.设函数f(x,y)=}xsin(1)/(y)+ysin(1)/(x),xyneq00,xy=0f(x,y)=() (A.)不存在 (B.)等于1 (C.)等于0 (D.)等于2
1.设函数$f(x,y)=\begin{cases}x\sin\frac{1}{y}+y\sin\frac{1}{x},xy\neq0\\0,xy=0\end{cases}$,则极限$\lim_{(x,y)\to(0,0)}f(x,y)=()$ (
A.)不存在 (
B.)等于1 (
C.)等于0 (
D.)等于2
A.)不存在 (
B.)等于1 (
C.)等于0 (
D.)等于2
题目解答
答案
当 $xy \neq 0$ 时,函数为 $f(x, y) = x \sin \frac{1}{y} + y \sin \frac{1}{x}$。由于 $\sin \frac{1}{y}$ 和 $\sin \frac{1}{x}$ 均有界(值在 $[-1, 1]$),且 $x$、$y$ 趋近于 0,故 $x \sin \frac{1}{y}$ 和 $y \sin \frac{1}{x}$ 均为无穷小量,其和趋近于 0。当 $xy = 0$ 时,函数值直接为 0。因此,无论路径如何,极限均为 0。
答案:$\boxed{C}$
解析
考查要点:本题主要考查二元函数在原点处的极限是否存在,需要判断不同路径趋近于原点时函数值是否趋于同一极限。
解题核心思路:
- 利用有界函数与无穷小量的乘积仍为无穷小:当$x$和$y$趋近于0时,$\sin\frac{1}{y}$和$\sin\frac{1}{x}$虽然振荡,但始终有界(绝对值不超过1),因此$x\sin\frac{1}{y}$和$y\sin\frac{1}{x}$均为无穷小量,其和趋于0。
- 路径无关性验证:无论沿何种路径趋近于原点,函数值均趋于0,从而证明极限存在且等于0。
破题关键点:
- 明确$\sin$函数的有界性,结合$x$和$y$的无穷小性,直接得出两项之和趋于0。
- 无需复杂路径计算,直接通过不等式放缩即可得出结论。
当$(x,y) \to (0,0)$时,分两种情况讨论:
-
当$xy \neq 0$时:
函数为$f(x,y) = x\sin\frac{1}{y} + y\sin\frac{1}{x}$。- 由于$\sin\frac{1}{y}$和$\sin\frac{1}{x}$的绝对值均不超过1,故:
$|x\sin\frac{1}{y}| \leq |x|, \quad |y\sin\frac{1}{x}| \leq |y|.$ - 当$x \to 0$且$y \to 0$时,$|x| \to 0$,$|y| \to 0$,因此:
$x\sin\frac{1}{y} \to 0, \quad y\sin\frac{1}{x} \to 0.$ - 两无穷小量之和仍为无穷小量,故:
$x\sin\frac{1}{y} + y\sin\frac{1}{x} \to 0.$
- 由于$\sin\frac{1}{y}$和$\sin\frac{1}{x}$的绝对值均不超过1,故:
-
当$xy = 0$时:
函数值直接为$f(x,y) = 0$,显然极限为0。
结论:无论路径如何趋近于原点,极限均为0,故$\lim_{(x,y)\to(0,0)}f(x,y) = 0$。